Pés quentes e cabeça fria — razões para os escaravelhos dançarem | Professor Marcus Byrne | TEDxWitsUniversity

Os interesses da investigação de Marcus Byrne concentram-se no uso dos insetos para controlo biológico. Esta palestra desvenda alguns dos segredos da sobrevivência dos escaravelhos e a sua adaptação ao meio ambiente.

Esta palestra foi feita num evento TEDx usando o formato de palestras TED, mas organizado independentemente por uma comunidade local. Saiba mais em http://ted.com/tedx

Isto é cocó.

Hoje quero partilhar convosco
a minha paixão por cocó.

(Risos)

Vão com certeza achar fascinante

a forma como estes pequenos animais
lidam com cocó.

Este animal

tem o cérebro do tamanho
de um grão de arroz.

No entanto, faz coisas

que nunca imaginaríamos
ser capaz de fazer.

Basicamente, gira tudo em torno
da sua fonte de comida

que são os excrementos.

Então, por onde começamos esta história?

Parece apropriado começar pelo fim

porque trata-se de um desperdício
que provém de outros animais

mas que ainda contém nutrientes.

Contém nutrientes suficientes

para os escaravelhos viverem.

Assim, os escaravelhos comem excrementos.

As larvas também
se alimentam de excrementos.

Crescem completamente envolvidos
numa bola de excrementos.

Na África do Sul temos 800 espécies
de escaravelhos,

em África há 2000 espécies
de escaravelhos,

e no mundo inteiro há cerca
de 6000 espécies de escaravelhos.

Segundo os escaravelhos,
os excrementos são muito bons.

Mas, como é que eles lidam
com esse material?

A maior parte dos escaravelhos
transforma-o numa espécie de embrulho.

Transforma-o numa simples bola,

mas vocês nunca vão reparar nisso.

Se não estiverem dispostos
a ficar com excrementos nas unhas

e a escavar no meio dos excrementos

nunca vão ver 90%
das espécies de escaravelhos

porque eles enfiam-se nos excrementos,
andam por baixo dos excrementos.

Depois passeiam
de um lado para o outro

entre os excrementos à superfície do solo

e o ninho que fazem debaixo do solo.

Felizmente para nós,

há 10% das espécies que fazem uma bola.

Rebolam essa bola desde
o local dos excrementos

e habitualmente enterram-na
num local distante

afastado do local dos excrementos.

Têm um comportamento muito especial

que lhes permite rebolar essas bolas.

Este é o orgulhoso possuidor
duma bela bola de excrementos.

Podem ver que é um macho
— tem pelos nas pernas.

Está nitidamente muito satisfeito
com aquilo em que está sentado.

Mas está prestes a ser vítima
dum vergonhoso 'agarra e foge'.

(Risos)

É uma clara indicação de que aquilo
é um recurso de valor.

É preciso tomar conta
dos recursos de valor

e guardá-los de forma especial.

Pensamos que é por essa razão
que eles rebolam as bolas para longe,

por causa da concorrência que existe

pela propriedade daqueles excrementos.

Estes bocados de excrementos

— bem, não eram
bocados de excrementos

quinze minutos antes
de tirada esta fotografia —

Pensamos que é esta concorrência intensa

que faz com que os escaravelhos
estejam tão bem adaptados

para rebolarem
as suas bolas de excrementos.

Têm que imaginar este animal

a atravessar a savana africana.

De cabeça para baixo, a andar às arrecuas,

é a forma mais bizarra de transportar
comida, seja em que direção for.

Ao mesmo tempo, tem que suportar o calor.

Estamos em África. Está calor.

Agora vou partilhar convosco

algumas das experiências
que eu e os meus colegas fizemos

para investigar como os escaravelhos
resolvem estes problemas.

Observem este escaravelho.

Há duas coisas que quero que observem.

A primeira é como ele lida
com este obstáculo

que colocámos no seu caminho.

Vejam, faz uma pequena dança.

Depois continua
exatamente na mesma direção

em que ia inicialmente.

Uma pequena dança,

e depois avança numa determinada direção.

Nitidamente, o animal sabe para onde vai

e sabe para onde quer ir.

É uma coisa muito importante

porque, se pensarmos nisso,
estamos no monte de estrume,

obtemos esta grande bola de excrementos

que queremos afastar de todos os outros

e a forma mais rápida
de o fazer é em linha reta.

Então, demos-lhe mais tarefas
para ele resolver.

Aqui, virámos o mundo ao contrário,
debaixo dos pés dele.

Observem a reação dele.

Este animal ficou com o mundo
virado ao contrário, debaixo dos pés.

Foi rodado a 90 graus,
mas ele não hesita.

Sabe exatamente para onde quer ir

e avança nessa determinada direção.

A nossa pergunta seguinte foi:

"Como é que eles fazem isso?
O que é que estão a fazer?"

Havia uma pista que nos era facultada.

De vez em quando,
eles trepam para cima da bola

e olham à sua volta.

Para onde estarão eles a olhar

quando trepam para cima da bola?

Quais são as pistas óbvias
que este animal está a usar

para orientar o seu movimento?

A pista mais óbvia é olhar para o céu.

Por isso pensámos:

"O que é que eles podem ver no céu?"

A resposta óbvia é que olham para o sol.

Esta é uma experiência clássica:

Vamos mover o sol.

Assim, tapamos o sol com uma tábua,

e depois, com um espelho,

movemos o sol para uma posição
totalmente diferente.

Vamos ver o que é que o escaravelho faz.

Faz uma pequena dança, duas vezes.

Depois volta atrás
exatamente na mesma direção

em que seguia a princípio.

(Risos)

Pensa melhor

e avança na direção oposta.

Portanto, estava mesmo a olhar para o sol.

O sol, no céu,
é uma pista importante para eles.

O problema é que o sol
nem sempre está disponível,

porque, no ocaso, desaparece
abaixo do horizonte.

Mas o que acontece no céu

é que há um padrão muito grande

de luz polarizada,
que nós não conseguimos ver.

É a forma como os nossos olhos são feitos.

O sol aqui está no horizonte

e sabemos que,
quando o sol está no horizonte

— portanto, está deste lado —

há uma enorme faixa norte-sul,
atravessando o céu,

de luz polarizada que nós não vemos.

Mas os escaravelhos veem-na.

Como é que testamos isso? É fácil.

Arranjamos um filtro de polarização
muito grande,

colocamos o escaravelho
por baixo dele.

O filtro está em ângulo reto
com o padrão de polarização no céu.

O escaravelho sai de debaixo do filtro,

dá uma volta para a direita

porque volta a ficar debaixo do céu
pelo qual se orientava inicialmente

e depois volta a orientar-se

na direção em que
estava a seguir inicialmente.

Obviamente, os escaravelhos
veem a luz polarizada.

Assim, o que temos até aqui é:

"O que é que os escaravelhos fazem?"
— Rebolam bolas.

"Como é que fazem isso?"
— rebolam-nas em linha reta.

"Como é que se mantêm
numa determinada linha reta?"

— procuram pistas celestiais no céu,

algumas das quais nós não vemos.

Mas, "Como é que escolhem
essas pistas celestiais?"

Era esse o nosso interesse seguinte.

Pensávamos que aquele
comportamento especial, a dança,

é que era importante,

porque — reparem!

ele faz uma pausa, de vez em quando,

e depois avança na direção
em que quer seguir.

O que é que eles fazem,
quando fazem aquela dança?

Até que ponto podemos empurrá-los
antes de eles voltarem a orientar-se?

Nesta experiência forçámo-lo
a entrar num canal.

Como veem, não foi preciso forçá-lo muito

para entrar neste canal.

Gradualmente, obrigámos
o escaravelho a virar 180 graus

até sair pela ponta que aponta
exatamente na direção errada.

Ele acaba por avançar exatamente
na direção oposta

à direção em que queria ir inicialmente.

Vejamos qual vai ser a sua reação,

quando é desviado aqui a 90 graus.

e quando acaba por ir parar aqui,

está a ir na direção errada, a 180 graus.

Vejam qual é a reação.

Faz uma pequena dança,

dá meia volta e volta para trás.

Sabe exatamente para onde quer ir.

Sabe exatamente qual é o problema.

Sabe exatamente o que tem a fazer.

A dança é um comportamento de transição

que lhe permite voltar a orientar-se.

Portanto, é a dança.

Depois de passarmos muitos anos
sentados na savana africana,

a observar escaravelhos
em belos dias escaldantes,

reparámos que havia
um outro comportamento

associado ao comportamento da dança.

Vão vê-lo neste vídeo. É muito óbvio.

De vez em quando,

quando trepam para cima da bola,

limpam a cara.

Lá está ele a fazê-lo de novo.

O que é que poderá significar?

Claro que o terreno está muito quente.

Quando o terreno está quente,
eles dançam mais vezes.

E quando fazem esta dança em especial,

limpam a cara.

Pensámos que talvez fosse
um comportamento termorregulador,

talvez estivessem
a tentar fugir ao solo quente

e também a cuspir para a cara,
para arrefecer a cabeça.

Por isso, concebemos umas arenas.

Uma era quente, a outra era fria.

pusemos esta à sombra,
deixámos a outra ao sol.

Podíamos trocá-las.

Depois filmámos com uma câmara térmica.

O que estão a ver aqui

é uma imagem de calor do sistema.

O que veem aqui, a sair do cocó

é uma bola de excremento frio.

A verdade é que,

— se observarem a temperatura aqui —

o excremento está frio.

(Risos)

O nosso interesse é comparar

a temperatura do escaravelho
em relação ao ambiente.

O ambiente aqui está a cerca de 50º C.

O escaravelho e a bola

estão provavelmente entre 30º a 35º C.

Isto é uma grande bola de gelado

que o escaravelho está agora a transportar

através da savana em brasa.

Já não trepa, já não dança

porque a temperatura do corpo
está relativamente baixa,

é idêntica à vossa e à minha.

O que há de interessante nisto

é que o pequeno cérebro
está bastante frio.

Mas se compararmos com o que acontece
num ambiente quente,

— reparem neste escaravelho,

reparem na temperatura do solo,

é de cerca de 55º a 60º C.

Reparem quantas vezes o escaravelho dança.

Reparem nas pernas da frente.
Estão extremamente quentes.

A bola deixa uma pequena sombra térmica

e o escaravelho trepa
para cima da bola e limpa a cara.

Está sempre a tentar refrescar-se,
— é o que pensamos —

e a evitar a areia quente
que está a atravessar.

Foi muito interessante.

Ficámos interessados
na temperatura das pernas.

Assim, pusemos umas botinhas
nessas pernas,

porque era uma forma de testar
se as pernas estavam envolvidas

na sensação da temperatura do solo.

Se observarem aqui,

com botas, ele trepa para a bola
menos vezes

do que quando não tinha botas.

Chamámos-lhes botas refrescantes.

Fizemo-las com material dentário.

Também arrefecemos a bola de excremento,

pusemos a bola no frigorífico.

Demos-lhe uma bola
de excrementos, fria,

e eles trepavam para cima da bola

muito menos vezes do que
quando tinham uma bola quente.

Chama-se a isto "intervalo de pausa".

É um comportamento térmico que nós temos

quando atravessamos uma praia,

saltamos para cima
da toalha doutra pessoa,

— "Desculpe! Pisei a sua toalha!" —

depois corremos
para a toalha doutra pessoa.

Dessa forma não queimamos os pés.

É exatamente isso
que os escaravelhos fazem.

Mas há mais uma história
que quero contar-vos

sobre esta espécie em particular.

É de um género chamado pachysoma.

Este género tem 13 espécies.

Têm um comportamento especial
que devem achar interessante.

Este é um escaravelho.
Reparem no que ele faz.

Conseguem ver a diferença?

Habitualmente, não andam tão devagar.

Este avança ao retardador.

Mas está a avançar
e a arrastar um grânulo,

está a arrastar um grânulo
de excrementos com ele.

É uma espécie diferente do mesmo género

mas tem exatamente o mesmo
comportamento de procura de alimento.

O que é que se passa aqui?

Um aspeto muito interessante

do comportamento deste escaravelho
que achámos muito fascinante

é que ele recolhe alimentos
e abastece um ninho.

Observem este indivíduo aqui.

Está a tentar construir um ninho.

Não gosta da primeira posição

e arranja uma segunda posição.

Uns 50 minutos depois,
o ninho está terminado

e ele parte para procurar
alimentos e provisões

num monte de grânulos
de excrementos secos.

Reparem no caminho de ida,
em comparação com o caminho para casa.

Comparem os dois.

De longe, vemos que o caminho para casa

é muito mais direto
do que o caminho de ida.

No caminho de ida está sempre à procura

de um novo monte de excrementos.

No caminho para casa,

— ele sabe onde é a casa —
quer ir direitinho para lá.

O que é importante,
é que não se trata apenas de uma viagem.

Como com a maior parte dos escaravelhos,

a viagem é repetida várias vezes

entre o local das provisões
e o local do ninho.

Reparem, vamos ver
mais um crime sul-africano

a ocorrer agora mesmo!

(Risos)

O vizinho rouba
um dos grânulos de excremento.

Vemos aqui um comportamento
a que se chama "integração do caminho".

O escaravelho tem um local
para a sua casa,

sai num percurso complicado
à procura de comida.

Quando encontra comida,
volta logo para casa,

sabe exatamente onde é a sua casa.

Ora bem, há duas formas para fazer isso.

Podemos testar o que ele faz,
deslocando o escaravelho

para uma outra posição,
quando está no local dos alimentos.

Se ele usar as referências,
vai encontrar a sua casa.

Se usar a "integração do caminho",
não vai encontrar a sua casa,

vai chegar ao local errado.

Aqui, ele está a usar
a integração do caminho.

Está a contar os passos,

a medir a distância nesta direção,

sabe onde é o alojamento,

sabe que deve ser naquela direção.

Se o deslocarmos,
vai parar ao local errado.

Vejamos o que acontece

quando pomos este escaravelho à prova

com uma experiência semelhante.

Este é o nosso experimentador astucioso.

Desloca o escaravelho

e agora vamos ver o que vai acontecer.

Ele não gosta daquela peça. Rejeita-a.

Trepa para o papel

e é mudado para outra posição.

Agora, o que temos é uma toca.

Era onde estava a comida.

O escaravelho foi colocado noutra posição.

Se usar a orientação por referências

vai conseguir encontrar a toca

porque consegue reconhecer

as referências à volta dela.

Se usar a integração do caminho,

vai acabar no local errado,

neste sítio.

Vamos ver o que acontece,

quando fazemos a experiência
com o escaravelho

Lá está ele.

Está em vias de avançar para casa.

e vejam o que é que acontece.

Que vergonha.

Não faz a mínima ideia.

Começa à procura da sua casa.

à distância certa da comida

mas está nitidamente perdido.

Sabemos assim que este animal

usa a interação do caminho
para encontrar a direção.

O experimentador cruel sai
pelo canto em cima à esquerda

O que vemos aqui

é um grupo de animais
que usa uma bússola.

Usam o sol como uma bússola
para encontrar o seu caminho

e têm um sistema qualquer
para medir essa distância.

Sabemos que esta espécie aqui
conta os passos.

É isso que usam como um odómetro,

é um sistema de contagem de passos

para encontrar o caminho
de regresso a casa.

Não sabemos ainda o que é
que os escaravelhos usam.

O que é que aprendemos com estes animais

com um cérebro do tamanho
de um grão de arroz?

Sabemos que rebolam bolas
em linha reta

usando pistas celestiais.

Sabemos que o comportamento de dança
é um comportamento de orientação

e é também um comportamento
termorregulador,

e também sabemos que usam
um sistema de integração do caminho.

para encontrar o caminho para casa.

Para um animal tão pequeno,

que lida com uma substância
tão repugnante,

podemos aprender
uma grande quantidade de comportamentos.

Fazem coisas que nós
provavelmente não fazemos.

Obrigado.

(Aplausos)