Quando as arraias atacam? | Smithsonian

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A arraia 12 está surpreendentemente calma para um animal que está sendo esfregado. A arraia, aproximadamente do tamanho de um prato de jantar, está submersa na areia de um tanque do tamanho de um freezer horizontal; até mesmo os olhos dourados no topo de sua cabeça estão enterrados no sedimento. Ela permanece imóvel enquanto o pesquisador Ben Perlman da Universidade Estadual da Califórnia, Long Beach (CSULB) empurra cuidadosamente a areia de seu corpo marrom manchado — o rodo oferece ao cientista um pouco de proteção contra os farpas de aparência perigosa que saem da metade da cauda da arraia 12.

“Desculpe incomodá-lo”, murmura Perlman.

Seis estudantes de graduação espiam por cima do ombro dele, e uma delas, Carly Brenner, dá um passo à frente segurando um pé humano de silicone impresso em 3D e colado em um cano de PVC.

“Um pouco mais perto, um pouco mais perto”, Perlman orienta enquanto Brenner traz o pé a centímetros do corpo da arraia. “Vá em frente”, ele diz, e Brenner mira na barbatana peitoral esquerda da arraia, pisando com o pé flexível.

O raio não se move.

“Nenhuma resposta”, diz Perlman. O resultado será registrado no estudo de seu laboratório sobre o que faz as arraias atacarem — ciência que Perlman espera que eventualmente ajude as pessoas a evitar picadas dolorosas dos farpas serrilhadas, cada uma do comprimento do dedão do pé de um humano adulto.

O laboratório de Perlman em Long Beach, Califórnia — apropriadamente chamado de STABB, para Stingray and Butterfly Biomechanics Lab (o projeto da borboleta está atualmente pausado) — explora como e por que as arraias se movem e se comportam da maneira que o fazem. Seal Beach, um dos pontos de surfe mais populares da cidade, a três milhas do laboratório, é coloquialmente conhecido como Ray Bay. As arraias adoram se reunir ali nas águas calmas e mornas da foz do Rio San Gabriel, e os salva-vidas documentam mais de 500 ferimentos dolorosos por facadas de arraias a cada ano. Estudar o comportamento das arraias e seu processo de picada pode abrir uma nova janela para as interações humanas com o que o laboratório chama de “panquecas perigosas”, diz Perlman.

A sua investigação centra-se em raios redondos—a espécie de arraia mais abundante que habita as águas da Califórnia. Seu comportamento também as torna as mais perigosas para os transeuntes desavisados. Enquanto outras arraias fogem rapidamente ao sinal de perigo, as arraias redondas ficam enterradas na areia e até prendem a respiração quando um predador, como um tubarão-branco juvenil — ou um predador percebido como um humano — passa, confiando em sua cor manchada para camuflagem. É esse comportamento protetor que as torna muito mais propensas a serem pisadas e explica por que a grande maioria dos ferimentos de arraias na Califórnia são atribuídos às arraias redondas, em vez das arraias-morcego ou arraias-diamante que também vivem na área.

Os farpas de arraia são um tipo de dentículo dérmico — como um dente — em uma cauda que pode ser chicoteada. Em um ataque, o animal libera uma toxina de células glandulares na base de uma das farpas. A toxina viaja ao longo de um revestimento mucoso e é envenenada — injetada — no receptor através da ferida perfurante. Algumas espécies de arraia têm farpas com entalhes serrilhados, o que pode fazer com que a farpa grude na pele do atacante.

Chris Lowe, um biólogo de tubarões que lidera Laboratório de Tubarões da CSULBestima que cerca de 10.000 pessoas por ano são feridas por arraias no sul da Califórnia. As arraias redondas são como hambúrgueres para tubarões brancos jovens, o que é uma das razões pelas quais Lowe e seus colegas cientistas de tubarões estão profundamente interessados ​​nas distribuições e populações de arraias. O Shark Lab, estabelecido na década de 1960, estuda arraias há anos, mas nunca sua mecânica de picada.

Perlman, por sua vez, não se propôs a pesquisar raias — ele é um biomecanicista de peixes que estudou como a surfperca nada em florestas de algas e como peixes anfíbios nos trópicos usam seus músculos para se puxarem para fora da água. Ele também estudou como as asas dos pássaros podem mudar de forma durante o voo e como as rãs-touro carregam seus tendões para aumentar seu poder de salto. Em 2018, ele conseguiu um emprego na CSULB como professor e deixou a pesquisa por alguns anos.

Então, ele recebeu uma batida na porta no outono de 2021. Lowe tinha uma pergunta. Ele queria saber se Perlman poderia ajudar a testar um novo material para botas de surfe desenvolvido por um inventor cujos filhos tinham medo de raios e um colaborador com experiência em ciência dos materiais. As botas protegeriam contra ataques de arraias, conforme projetado? Depois de receber fundos de um doador anônimo amante do surfe, Perlman contratou um aluno e, juntos, eles coletaram arraias de Seal Beach para servirem como cobaias.

Para descobrir se o material poderia proteger contra ataques, Perlman primeiro teve que entender a dinâmica do comportamento defensivo da arraia. Seu objetivo inicial de pesquisa era capturar ataques na câmera e usar a filmagem para medir a velocidade e a aceleração, que ele poderia então usar para calcular a força. Ele comprou um pé desencarnado na loja Spirit Halloween, encheu-o com areia e o epoxiou em um pedaço de cano de plástico para imitar um pé humano para os testes. “Esse foi um ótimo ponto de partida”, diz Perlman.

Para aprender mais sobre o que faz uma arraia decidir atacar, ele projetou um experimento que divide o corpo da arraia em quatro regiões diferentes — corpo médio, nadadeira peitoral esquerda, nadadeira peitoral direita e focinho (basicamente equivalente a um nariz). Sua equipe usa o pé zumbi — que foi atualizado para um pé de silicone impresso em 3D em 2023 porque é mais realista — para “pisar” nas diferentes partes do corpo e registrar a reação do animal.

As descobertas iniciais são gritantes: as arraias só atacam se alguém pisar no meio do corpo delas, onde todos os seus órgãos estão localizados. Isso faz com que elas ataquem 85% das vezes. Pisar nas laterais delas apenas as faz nadar para longe; um tapa no focinho também não provoca uma reação. As descobertas são consistentes, independentemente do tamanho, idade ou sexo da arraia.

O laboratório também tem feito estudos do novo material que Lowe trouxe para Perlman — neoprene com um revestimento composto de borracha — para ver se ele pode suportar as forças de um ataque de arraia. Os pesquisadores cortam farpas — semelhante a cortar uma unha, já que as farpas à base de queratina voltam a crescer em poucos meses — e usam uma máquina para forçá-las a entrar no material com pressão crescente. Até agora, eles descobriram que o material resiste à força da maioria das arraias. (Outro empresa (na esperança de criar uma bota à prova de raios, está lançando um produto usando um material semelhante este ano.)

Além de seus farpas, algumas arraias têm dentículos grandes, espinhosos e semelhantes a escamas que fornecem proteção passiva, diz Chris Martinez, um biólogo de peixes da Universidade da Califórnia, Irvine, que estuda a morfologia das arraias. Os espinhos podem perfurar a pele e tornar a vida de um predador desagradável, ele diz, mas o ferrão é algo extra: uma arma direcionada que o animal pode controlar ativamente para infligir danos.

Martinez diz que o trabalho de Perlman é “realmente ótimo e é definitivamente muito relevante para atender aos banhistas do sul da Califórnia”. Ele está planejando colaborar com Perlman no futuro para investigar os fundamentos neuromusculares dos ataques.

A esperança final, diz Perlman, é que a pesquisa se traduza em melhores práticas para as pessoas na praia. Por décadas, surfistas no sul da Califórnia têm usado uma técnica chamada “stingray shuffle”, onde eles dão pequenos passos no chão em vez de grandes passos — para avisar as arraias que podem estar enterradas na areia.

Perlman diz que seus experimentos respaldaram cientificamente o embaralhamento das arraias — quando alguém dá pequenos passos, eles não vão entrar em contato com a parte do meio do corpo da arraia, então não serão atingidos. As vibrações através da areia também podem dar ao animal uma chance de se mover para um lugar seguro.[The rays are] simplesmente escapar ou não responder”, diz Perlman.

Ele sabe exatamente o que está em jogo. No verão passado, ele estava segurando a cauda de uma arraia com uma rede enquanto usava um bisturi para fazer pequenos entalhes de identificação no corpo do animal — que precisam ser refeitos a cada poucos meses conforme os entalhes crescem — quando sua mão escorregou e a cauda do peixe girou e atingiu uma artéria em seu pulso. Sangue imediatamente espirrou para todos os lados, e a dor era “um 7 1/2 de 10”. Ele usou o único tratamento conhecido, que era submergir sua mão em água quente para desnaturar o veneno. Demorou quase duas horas para a dor desaparecer. Seu pulso ainda tem uma cicatriz.

O laboratório agora está envolvido em uma onda de atividades de pesquisa que pode manter Perlman e seus colegas de equipe ocupados pelo resto da década. Eles estão testando como o tamanho de um pé impacta a probabilidade de um ataque de arraia, para ver se alguém que é mais leve e menor tem menos probabilidade de ser picado. Até agora, o tamanho do pé parece não ter impacto em como uma arraia responde. Nos próximos meses, eles repetirão os experimentos de pisar no escuro e em diferentes temperaturas de água. O laboratório abriga 18 arraias, e os animais têm pelo menos dois dias de folga entre os experimentos para garantir que não sejam condicionados.

Os pesquisadores também estão estudando as raias enquanto elas se enterram na areia para entender por que e como os animais movem as partículas de areia. Eventualmente, o laboratório também usará imagens 3D de varreduras de microCT para observar a curvatura, nitidez e ângulo das serrilhas em diferentes farpas de raia redondas. Isso os ajudará a entender a variação dentro da espécie e até mesmo dentro de um indivíduo: às vezes, depois de ser aparada, uma farpa volta a crescer em um formato ou tamanho diferente.

Tubarões tendem a ser maiores do que arraias na consciência californiana, diz Martinez. “Arraias não recebem tanta atenção porque não são tão grandes, não têm dentes grandes como alguns dos grandes tubarões”, diz ele. “Mas é mais provável que você seja ferido por um desses do que por um tubarão grande.” As estatísticas comprovam seu ponto: em 2022, 57 ataques de tubarão ocorreram ao redor do mundo, e os ferimentos de arraias provavelmente chegaram a dezenas de milhares.

Após seu encontro com o pé de silicone, Stingray 12 tem uma pausa de dez minutos antes que sua outra nadadeira peitoral seja pisada. Perlman observa enquanto ela se enterra de volta na areia. É bom dar um passo figurativo para ajudar outros californianos a evitarem facadas e ferroadas, ele diz. No final das contas, se surfistas e nadadores puderem usar sua pesquisa para evitar panquecas perigosas, o tempo de todos na praia — arraias incluídas — será mais harmonioso.

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