p As cobras são conhecidas por seus movimentos icônicos em forma de S. Mas eles têm uma habilidade menos perceptível que lhes dá um superpoder único. p As cobras podem rastejar em linha reta.

p O biólogo da Universidade de Cincinnati, Bruce Jayne, estudou a mecânica do movimento das cobras para entender exatamente como elas podem se impulsionar para a frente como um trem através de um túnel.

p "É uma maneira muito boa de se mover em espaços confinados, "Jayne disse." Muitas cobras de corpo pesado usam esta locomoção:víboras, jibóias, sucuris e pítons. "

p Seu estudo intitulado "Crawling without Wiggling" foi publicado em dezembro no Journal of Experimental Biology .

p As cobras normalmente nadam, escale ou rasteje dobrando sua coluna em espirais ou usando as bordas de ataque para empurrar objetos. Um exemplo extremo de sua diversidade de movimentos dá o nome à cascavel sidewinder.

p Jayne, professor de ciências biológicas no McMicken College of Arts &Sciences da UC, já desbloqueou a mecânica de três tipos de locomoção de cobras chamadas concertina, serpentina e lateral. Mas o movimento direto das cobras, chamado de "locomoção retilínea, "tem recebido menos atenção, ele disse.

p Essa coordenação da atividade muscular e do movimento da pele foi examinada pela primeira vez em 1950 pelo biólogo H.W. Lissmann. Ele formulou a hipótese de que os músculos da cobra combinados com a sua soltura, a pele flexível e macia da barriga permitia que ele se movesse para a frente sem dobrar a coluna.

p “Já se passaram quase 70 anos sem que esse tipo de locomoção fosse bem compreendido, "Jayne disse.

p Jayne e seu aluno de pós-graduação e co-autor, Steven Newman, testou a hipótese de Lissmann usando equipamentos indisponíveis para pesquisadores na década de 1950. Jayne usou câmeras digitais de alta definição para filmar jibóias enquanto registrava os impulsos elétricos gerados por músculos específicos. Isso produziu um eletromiograma (semelhante a um EKG) que mostrou a coordenação entre os músculos, a pele da cobra e seu corpo.

p Para o estudo, Newman e Jayne usaram jibóias, cobras de grande porte conhecidas por viajarem em linha reta pelo solo da floresta. Eles gravaram um vídeo de alta definição das cobras se movendo em uma superfície horizontal marcada com marcas de referência. Os pesquisadores também adicionaram pontos de referência nas laterais das cobras para rastrear o movimento sutil de sua pele escamosa.

p Quando a cobra avança, a pele da barriga flexiona muito mais do que a pele da caixa torácica e das costas. As escamas da barriga agem como marcas de pneus, proporcionando tração com o solo enquanto os músculos puxam o esqueleto interno da cobra para frente em um padrão ondulado que se torna fluido e contínuo quando se movem rapidamente.

p Os músculos da cobra são ativados sequencialmente da cabeça em direção à cauda de uma forma notavelmente fluida e contínua. Dois dos principais músculos responsáveis ​​por isso se estendem das costelas (costo) à pele (cutânea), dando-lhes o nome costocutâneo.

p "A coluna vertebral avança a uma taxa constante, "Newman disse." Um conjunto de músculos puxa a pele para a frente e então ela fica ancorada no lugar. E músculos antagonistas opostos puxam a coluna vertebral. "

p A vantagem desse tipo de movimento é óbvia para um predador que se alimenta de roedores e outros animais que passam muito tempo no subsolo.

p "As cobras evoluíram de ancestrais escavadores. Você pode caber em buracos ou túneis muito mais estreitos movendo-se dessa maneira do que se tivesse que dobrar o corpo e empurrar contra algo, "Newman disse.

p O estudo foi financiado em parte por uma bolsa da National Science Foundation.

p Jayne disse que a descrição de 1950 de Lissmann estava amplamente correta.

p "Mas ele levantou a hipótese de que o músculo que encurta a pele é o mecanismo que impulsiona uma cobra para a frente. Ele entendeu errado, "Jayne disse." Mas dado o tempo que ele conduziu o estudo, Fico maravilhado em como ele foi capaz de fazer isso. Tenho uma admiração tremenda por seus insights. "

p A indústria tentou imitar os sem membros, movimentos serpenteantes de cobras em robôs que podem inspecionar dutos e outros equipamentos subaquáticos. Newman disse que robôs que podem controlar o movimento retilíneo de uma cobra podem ter aplicações profundas.

p "Esta pesquisa pode informar a robótica. Seria uma grande vantagem poder se mover em linhas retas em pequenas, espaços confinados. Eles poderiam usar robôs semelhantes a cobras para busca e resgate em escombros e edifícios desabados, "Newman disse.

p A locomoção retilínea é uma marcha baixa para cobras que, de outra forma, podem convocar uma velocidade surpreendente. Eles só o usam quando estão relaxados. Os pesquisadores observaram que as cobras voltavam aos movimentos tradicionais da sanfona e da serpente quando eram assustadas ou estimuladas a se mover.

p Um ciclista ávido, Jayne estudou a fisiologia e a biomecânica do ciclismo em um laboratório em Rieveschl. Ele tem estudos em andamento sobre a aptidão cardiovascular dos ciclistas. Ele mede o consumo de oxigênio em um minuto por quilograma de peso corporal para aprender mais sobre como os ciclistas podem aumentar a capacidade de seus músculos de queimar lactase.

p Mas ele sempre foi fascinado por cobras. Seu trabalho foi publicado em mais de 70 artigos de periódicos, a maioria deles examinando algum aspecto do comportamento ou biologia da cobra. Mais recentemente, Jayne estudou locomoção de cobras, particularmente a incrível habilidade de alguns de subir em árvores.

p Jayne ensina zoologia de vertebrados e fisiologia e biomecânica humana na UC.

p O interesse de Jayne por cobras ao longo da vida deu à ciência percepções aguçadas sobre muitos comportamentos anteriormente não documentados. Ele estudou cobras comedoras de caranguejos na Malásia e está testando a acuidade da visão das cobras em seu próprio laboratório óptico improvisado na UC.

p Ao testar os limites de sua mobilidade, Jayne pode aprender mais sobre os complexos controles motores da cobra. Isso pode lançar luz sobre como os humanos podem executar movimentos coordenados.

p "O que lhes permite ir em todas essas direções diferentes e lidar com toda essa complexidade tridimensional é que eles têm uma diversidade ou plasticidade de controle neural dos músculos, "Jayne disse." Mesmo que o animal tivesse força física para fazer algo, não teria necessariamente o controle neural. "

p Jayne quer aprender mais sobre como esse controle motor refinado contribui para as contorções surpreendentes de uma cobra.

p "Eles se movem de tantas maneiras fascinantes. Será porque eles têm uma diversidade incrível de padrões motores que o sistema nervoso pode gerar?" ele disse.

p "Mesmo que todas as cobras tenham o mesmo plano corporal, existem cobras totalmente aquáticas, cobras que se movem em superfícies planas, cobras que se movem em um plano horizontal, cobras que escalam. Eles vão a todos os lugares, "ele disse." E a razão pela qual eles podem ir a qualquer lugar é que eles têm tantas maneiras diferentes de controlar seus músculos. Isso é muito intrigante. "

p Quatro tipos de movimento de cobra:

• Serpentina:também chamada de ondulação lateral, este é o movimento típico de um lado para outro usado por cobras em terreno acidentado ou na água.
• Concertina:as cobras se enrolam em curvas alternadas antes de se endireitarem para se propelirem para a frente.
• Enrolamento lateral:as cobras se curvam em ondas de um lado para o outro e em um plano vertical para levantar o corpo e formar apenas alguns pontos de contato com o solo. Isso ajuda as cascavéis a atravessar a areia quente ou escalar dunas.
• Retilíneo:músculos especializados movem a pele da barriga de uma cobra, impulsionando-o para a frente em linha reta. Isso permite que as cobras deslizem por tocas não muito maiores do que elas.