Cobras foram vistas a limpar veneno dos sapos, numa corrida tóxica entre espécies.

As 10 serpentes viram-se perante um dilema difícil.

Recolhidas na Amazónia colombiana, tinham passado vários dias em cativeiro sem comer e, de repente, foram confrontadas com uma presa tudo menos apelativa: rãs-dardo-venenosas de três listas, Ameerega trivittata.

A pele destas rãs está carregada de toxinas letais - como histrionicotoxinas, pumiliotoxinas e decahidroquinolinas - que interferem com proteínas celulares essenciais.

Seis das serpentes-de-solo-reais (Erythrolamprus reginae) optaram por continuar em jejum. As outras quatro, mais ousadas, deslizaram para a investida.

Só que, antes de engolirem a refeição, arrastaram as rãs pelo chão - um comportamento semelhante ao de algumas aves que esfregam as toxinas para as remover da presa, assinala a bióloga Valeria Ramírez Castañeda, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e os colegas que realizaram a experiência.

Três das quatro serpentes sobreviveram à refeição - o que sugere que o organismo delas conseguiu lidar com as toxinas que ficaram.

Os seres vivos usam moléculas mortíferas para se matarem uns aos outros há centenas de milhões de anos. Primeiro, surgiram micróbios que recorriam a estes químicos para eliminar concorrentes ou atacar células hospedeiras durante a invasão; depois, os animais passaram a utilizá-los para abater presas ou afastar predadores, e as plantas, para se defenderem de herbívoros.

Como resposta, muitos animais evoluíram mecanismos para resistir a estas toxinas. Por vezes, chegam mesmo a armazená-las para as usar contra adversários.

Os cientistas começam agora a destrinçar estas defesas antitoxina engenhosas e esperam, com isso, apontar caminhos para tratamentos mais eficazes de envenenamentos em humanos.

Mais a fundo, estão também a perceber o papel de uma força discreta que ajudou a moldar comunidades biológicas, diz a bióloga evolutiva Rebecca Tarvin, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que co-supervisionou a experiência com as serpentes e escreveu sobre estas estratégias na Revisão Anual de Ecologia, Evolução e Sistemática de 2023.

“Bastam miligramas de um único composto para alterar todas as interações num ecossistema”, afirma Tarvin.

Guerra biológica e as serpentes-de-solo-reais

Uma espécie pode tornar-se tóxica por vários caminhos. Há animais que fabricam as toxinas por conta própria: os sapos bufonídeos, por exemplo, produzem moléculas chamadas glicosídeos cardíacos, que bloqueiam uma proteína conhecida como bomba de sódio-potássio, responsável por transportar iões para dentro e fora das células. Esse transporte é crucial para manter o volume celular, contrair músculos e transmitir impulsos nervosos.

Noutros casos, os animais acolhem bactérias produtoras de toxinas no organismo - como acontece com o peixe-balão, cuja carne com tetrodotoxina pode ser fatal quando ingerida.

E muitos obtêm toxinas através da alimentação - é o caso das rãs venenosas, que consomem insetos e ácaros com toxinas; entre elas está a espécie servida às serpentes-de-solo-reais.

À medida que alguns animais evoluíram para serem tóxicos, também “reprogramaram” o próprio corpo para não se envenenarem. Algo semelhante ocorreu com as criaturas que estes animais comem - e com as que os comem a eles.

A adaptação mais bem estudada envolve alterações nas proteínas normalmente afetadas pelas toxinas, que passam a tornar-se resistentes. Por exemplo, insetos que crescem e se alimentam de asclépias (Asclepias) ricas em glicosídeos desenvolveram bombas de sódio-potássio às quais o glicosídeo já não consegue ligar-se.

Mas mexer numa molécula vital pode trazer custos, explica a bióloga molecular Susanne Dobler, da Universidade de Hamburgo, na Alemanha. Nos seus estudos com o percevejo-grande-da-asclépia, que se alimenta de sementes de asclépia, concluiu que, quanto mais resistente a glicosídeos a bomba se torna, menos eficiente ela é. E isso é especialmente problemático em células nervosas, onde esta bomba é crítica.

Ao que tudo indica, o inseto encontrou uma forma de contornar a desvantagem. Num estudo de 2023, Dobler e colegas analisaram a resistência a toxinas em três versões da bomba produzidas por este animal.

Descobriram que a versão mais funcional, presente no cérebro, é também a mais sensível às toxinas. Segundo Dobler, o percevejo-grande-da-asclépia terá evoluído outras estratégias para proteger o cérebro contra glicosídeos.

Dobler suspeita do envolvimento de proteínas chamadas transportadores ABCB: ficam nas membranas celulares e expulsam resíduos e outros produtos indesejados para fora das células. Ela observou que certas mariposas-esfinge usam proteínas transportadoras ABCB, localizadas em torno dos tecidos nervosos, para retirar glicosídeos cardíacos das células. Talvez o percevejo esteja a fazer algo parecido.

A investigadora está também a testar a hipótese de que muitos insetos têm transportadores ABCB nas membranas do intestino, impedindo que substâncias tóxicas entrem no organismo logo à partida.

Isto poderia explicar por que razão o escaravelho vermelho-vivo da cebola, que se alimenta de lírio-do-vale rico em glicosídeos, parece não se afetar com as toxinas e limita-se a excretá-las. As fezes resultantes têm ainda a vantagem de repelir formigas predadoras, relatou Dobler em 2023.

No caso das serpentes-de-solo-reais, tudo indica que o fígado desempenha um papel central. A partir de experiências em culturas celulares, a equipa de Tarvin obteve indícios de que algo presente no extrato de fígado da serpente protege contra toxinas das rãs-dardo-venenosas de três listas.

O grupo propõe que estas serpentes têm enzimas capazes de transformar substâncias mortais em formas não tóxicas, tal como o corpo humano faz com o álcool e a nicotina. O fígado poderá ainda conter proteínas que se ligam às toxinas e impedem que estas se fixem aos seus alvos - “apanhando-as” como esponjas.

Os cientistas já identificaram proteínas deste tipo, verdadeiras “esponjas de toxinas”, no sangue de algumas rãs venenosas, o que lhes permite resistir à saxitoxina letal e a toxinas alcaloides obtidas pela dieta.

Os esquilos-terrestres da Califórnia parecem recorrer a um truque semelhante para se defenderem do veneno de cascavel - uma mistura de dezenas de toxinas que destrói paredes de vasos sanguíneos, impede a coagulação do sangue, entre outros efeitos. O sangue destes esquilos contém proteínas que bloqueiam algumas dessas toxinas - tal como proteínas usadas pelas próprias cascavéis para se protegerem caso o veneno escape das glândulas especializadas.

A composição do veneno varia entre populações de serpentes e o biólogo evolutivo Matthew Holding, da Universidade do Michigan, tem evidências de que o “cocktail” antiveneno dos esquilos-terrestres está ajustado às cascavéis locais.

Ainda assim, estas defesas não são infalíveis. As cascavéis estão constantemente a evoluir novos venenos para ultrapassar as barreiras dos esquilos, diz Holding, e até uma cascavel morrerá se receber uma dose suficiente do seu próprio veneno.

Por isso, mesmo animais com resistência procuram, como primeira linha de defesa, evitar as toxinas. Daí o comportamento de arrastar observado nas serpentes-de-solo-reais, e a prática de algumas tartarugas de comerem apenas a pele do ventre e as vísceras de tritões tóxicos, evitando a pele dorsal, que é a mais mortífera.

Até insetos como as lagartas da borboleta-monarca, resistentes a glicosídeos cardíacos, fazem incisões nas nervuras das asclépias para drenar o fluido tóxico antes de começarem a comer a planta.

Apropriar-se de toxinas

Muitos animais também descobrem formas de armazenar com segurança químicos tóxicos ingeridos e usá-los em benefício próprio. O escaravelho iridescente do apócino, por exemplo, obtém glicosídeos cardíacos das plantas hospedeiras e depois - provavelmente através de transportadores ABCB - desloca-os para as costas como mecanismo de autodefesa.

“Quando se irritam de alguma forma estes escaravelhos, vêem-se pequenas gotículas a aparecer nos seus élitros, na superfície dorsal”, conta Dobler.

Ao apropriarem-se de venenos desta maneira, alguns insetos tornam-se dependentes das plantas hospedeiras para sobreviver. A relação entre a borboleta-monarca e a asclépia é um exemplo emblemático - e também um bom exemplo de como o alcance destas ligações entrelaçadas pode ser longo.

Num estudo de 2021, o biólogo evolutivo e geneticista Noah Whiteman, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e um colega identificaram quatro animais que evoluíram tolerância a glicosídeos cardíacos, o que lhes permite alimentar-se de monarcas. Um deles é o cardeal-de-cabeça-preta, uma ave que devora monarcas nas florestas de abetos em cumes montanhosos do México, para onde as borboletas migram no inverno.

Pense nisto, diz Whiteman: uma toxina montada numa asclépia numa pradaria de Ontário ajudou a moldar a biologia de uma ave para que esta possa comer em segurança numa floresta a milhares de quilómetros de distância.

“É simplesmente incrível”, diz ele - “a viagem feita por esta pequena molécula e a influência que tem na evolução”.

Este artigo foi publicado originalmente na Revista Knowable, uma publicação sem fins lucrativos dedicada a tornar o conhecimento científico acessível a todos. Subscreva a newsletter da Revista Knowable.