O dilema impossível do tritão da morte

• Rough-Skinned Newt (Taricha granulosa) é a espécie de tritão mais tóxica do mundo e vive na região do Pacífico Noroeste dos EUA
• Existe uma corrida armamentista evolutiva em torno da toxicidade entre esse tritão e a garter snake (Thamnophis sirtalis)
• A toxicidade extrema do tritão evoluiu em conjunto com a resistência da cobra à tetrodotoxina, e ambos os lados estão pagando um preço por isso
• A garter snake usa a estratégia de armazenar no fígado essa toxina para também se tornar venenosa para os predadores que a comem
• Os detalhes dessa interação e as situações excepcionais ainda estão sendo estudados, e vários mistérios permanecem em aberto

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A causa da toxicidade do tritão da morte

• Taricha granulosa (rough-skinned newt), o tritão mais tóxico do mundo, está distribuído pela costa do Pacífico Noroeste da América do Norte
• O veneno produzido por um único indivíduo pode ser suficiente para matar vários adultos humanos
• O tritão é tóxico, mas não peçonhento (venomous). Ou seja, não morde nem pica, e tocar nele é seguro desde que as mãos sejam muito bem lavadas depois

Por que o tritão tem toxicidade tão extrema

• Muitos tritões são tóxicos, mas a causa fundamental de o Taricha granulosa ser excepcionalmente tóxico vem de uma corrida armamentista (arms race)
• A garter snake (Thamnophis sirtalis) dessa região vem evoluindo resistência à tetrodotoxina, a mesma substância presente no veneno do blue-ringed octopus, e o tritão passou a evoluir toxicidade cada vez mais forte
• A tetrodotoxina é produzida por bactérias simbióticas que vivem na pele do tritão
• Quanto maior a resistência da cobra, maior também a toxicidade do tritão, e esse processo continua como um loop de feedback

O custo da toxicidade e da resistência

• Na natureza, tudo tem um custo, e o tritão precisa arcar com um aumento da carga metabólica para manter mais bactérias em troca de elevar sua toxicidade
• Tritões mais tóxicos precisam de mais calorias, o que pode prejudicar sua sobrevivência
• Por outro lado, a resistência da cobra à tetrodotoxina também tem custo. As alterações bioquímicas no sistema nervoso necessárias para garantir essa resistência podem aparecer em várias formas, como disfunções neurológicas, reflexos mais lentos e mudanças sutis de comportamento
• As garter snakes de regiões fora do Pacífico Noroeste têm baixa resistência e morrem de forma letal. Ou seja, há claramente um custo na evolução dessa resistência

Por que a garter snake come tritões tóxicos

• Evoluir resistência já é difícil, e ao comer o tritão a cobra sofre coceira, vômito e desconforto, mas ainda assim continua comendo esses animais
• Motivo: a garter snake come o tritão e acumula a tetrodotoxina no fígado, protegendo-se assim de predadores. No entanto, ela não consegue produzir a toxina por conta própria e, com o tempo, sua toxicidade desaparece, obrigando-a a voltar a comer tritões

O ciclo vicioso evolutivo da corrida armamentista

• Tritões pouco tóxicos acabam sendo comidos, e cobras com baixa resistência também não conseguem predar tritões e, por isso, não acumulam toxina
• O tritão não consegue evoluir padrões aposemáticos de advertência. Se ficasse muito chamativo, acabaria sendo ainda mais comido pelas cobras
• A toxicidade continua aumentando, e a resistência das cobras sobe junto, mantendo um dilema evolutivo sem fim

Várias exceções e mistérios adicionais

• Em regiões como o Alasca, onde não há garter snakes, os tritões em geral têm baixa toxicidade, mas alguns ainda permanecem altamente tóxicos
• Também existem áreas, como a Ilha de Vancouver, onde há várias cobras, mas a corrida armamentista entre toxicidade e resistência é menos intensa
• Há ainda a dúvida se não apenas o tritão, mas a própria garter snake poderia evoluir para ter padrão aposemático. Porém, faltam estudos acadêmicos sobre mudanças em sua aparência
• O próprio ecossistema do Pacífico Noroeste é geologicamente bastante jovem, então não está claro se a atual corrida armamentista é um fenômeno permanente
• Outros tritões do gênero Taricha também são bastante tóxicos, e a classificação do gênero Thamnophis também é complexa

Conclusão

• Essa corrida armamentista e esse dilema evolutivo são tema de muitos artigos científicos, e ainda existem muitos mistérios sem solução clara
• O caso do tritão da morte funciona como um laboratório vivo para temas como coevolução, interações ecológicas e custo evolutivo, com muito espaço para pesquisas futuras

[GN⁺]

Comentários no Hacker News

• Em texto, existe a alegação de que sempre há um custo para evoluir resistência, mas não acho que isso necessariamente seja verdade. Muitos animais simplesmente não sofrem uma pressão específica para evoluir ou manter essa característica. A seleção natural não tem uma checklist; ela só preserva o que quer que favoreça a reprodução. Por exemplo, vacas não morrem muito de envenenamento por tetrodotoxina, então nem existe grande necessidade de evoluir essa resistência. Humanos são os únicos que não sintetizam vitamina C, e essa característica também foi perdida por acaso em ancestrais primatas, sem necessidade de recuperá-la porque viviam em ambientes ricos em frutas. Talvez cobras também paguem um custo pela resistência à tetrodotoxina, mas vale enfatizar que isso não é necessariamente obrigatório
  • Pensando no argumento do autor ao contrário, nós frequentemente temos características como resistência a toxinas quase nunca usadas, e dá para supor que elas permanecem porque quase não têm custo. Se a resistência à tetrodotoxina fosse uma característica assim, com custo baixo de manutenção, ela estaria mais difundida; como não está, isso sugere que o custo é alto ou pelo menos não é baixo
  • Também existe a ideia de custo em termos do espaço de soluções genéticas. Se uma restrição diminui, pode surgir uma estrutura que permita adaptação mais fácil às demais pressões evolutivas
  • Evolução é uma questão de oferta e demanda, custo e benefício, possibilidade e restrição, e no fim acaba sendo uma estrutura muito influenciada pela sorte
  • Como o número de animais e pessoas que morrem por envenenamento por tetrodotoxina não é zero, existe alguma pressão seletiva. Se resistência fosse algo barato e fácil de evoluir, talvez todos a tivessem desenvolvido, então também é possível imaginar que o limiar de custo da resistência seja bem alto
  • Mesmo sem muito conhecimento de biologia, é frustrante ver evolução sendo explicada só em termos de causalidade simples
• Descobri recentemente que em muitos jardins dos EUA existe uma planta mortal, e que ficar embaixo dela por mais de 10 minutos praticamente leva à morte. Essa planta é o water-lily
  • Pela Wikipédia, os vascular cambia (células de crescimento em espessura das plantas) desapareceram de forma independente em cinco linhagens vegetais, quatro delas aquáticas, incluindo water-lily, e há cientistas que acham que monocots talvez também tenham evoluído em ambiente aquático. Lembro de uma teoria segundo a qual plantas aquáticas não precisam de crescimento lenhoso para estabilidade estrutural, mas não consigo achar a fonte
  • water-lily não é uma planta perigosa, e algumas até podem ser comidas ou usadas medicinalmente. Será que a pessoa quis dizer peace lily ou calla lily? Nenhuma das duas é letal, mas podem causar mal-estar se ingeridas. A planta realmente letal é water hemlock, que tem flores brancas
• O texto foi escrito de forma interessante e me deixou com algumas dúvidas: newts com veneno fraco são comidos, snakes com pouca resistência falham em conseguir presa. É uma corrida armamentista contínua. O que me pergunto aqui é como a snake sabe o nível de toxicidade do newt, se ela evita só alguns indivíduos e deixa outros, ou se come todo newt que encontra, e se os newts mais tóxicos acabam sobrevivendo ao ataque
  • Um enquadramento melhor é que, ao longo do tempo, surgem nos genes da snake tanto a preferência por comer esse tipo específico de newt quanto a resistência necessária para armazenar o poison. Snakes com essa combinação genética têm mais chance de se reproduzir com eficiência. Ao longo de milhares de anos, a repetição desse processo cria uma situação de red queen, em que snake e newt ficam se acompanhando nessa corrida evolutiva. Não envolve decisão nem consciência; é só comportamento embutido
  • Segundo outra parte citada no artigo, quando o veneno é forte demais a snake cospe o newt fora, num contexto parecido com uma pessoa cuspindo uma pimenta muito ardida
  • Segundo a Wikipédia, a garter snake realmente julga o nível de toxicidade “provando” o newt enquanto o engole parcialmente. Se der para engolir, ela come; se não, cospe fora
  • Pelo contexto, a garter snake engole a presa inteira, então um newt muito tóxico pode sobreviver à tentativa de consumo. Por isso o newt continua evoluindo veneno mais forte, e a snake vai aumentando a resistência. A corrida armamentista continua
• Gostei muito do título, e o artigo também é excelente. Fugindo um pouco do assunto, toda vez que vejo a palavra "newt" eu lembro que Karel Capek não só cunhou a palavra "robot" nos anos 1920, como depois ainda escreveu War with the Newts, sobre anfíbios inteligentes. Obrigado por compartilhar
  • Como francês, foi a primeira vez que vi essa palavra, e meu cérebro estava traduzindo o título automaticamente como "death news"
• Essa parte de que “garter snakes armazenam tetrodotoxina no fígado e assim também se tornam tóxicas para predadores maiores” é fascinante demais como efeito secundário
• O artigo linkado sobre o blue-ringed octopus parece ainda mais interessante
  • O autor às vezes menciona a ideia de que somos grandes robôs e que bactérias nos usam como hospedeiros, se movem e evoluem por nosso intermédio. Gosto dessa linha de pensamento
  • A natureza nunca é gentil
• Compartilhando também um link relacionado dizendo que a imunidade da snake ainda é fraca perto da caddisfly local
• Morei a vida inteira nessa região, mas nunca ouvi falar de acidente por envenenamento com newt, então isso sugere que intoxicação humana por newt é muito rara
  • Quando criança, eu mexia bastante nesses newts em florestas e riachos. Eles eram bem comuns
  • Moro no PNW e vejo hundreds of garter snake e some newt com frequência, mas nunca vi um Rough-Skinned Newt. Não fazia ideia de que esse bicho estava por aqui
• Essa explicação de que “garter snakes armazenam tetrodotoxina no fígado e por isso também são tóxicas para predadores” me faz pensar se isso é tão eficaz quanto a defesa imediata do newt, que coloca o veneno na pele. O newt às vezes sobrevive porque o predador morde e cospe fora, mas no caso da snake o predador só morreria quando comesse o fígado, então o papel dissuasório parece menos claro. Ainda mais se só algumas snakes forem imunes, porque para o predador seria difícil distinguir entre snakes seguras e perigosas
  • Minha ideia sobre como isso poderia afastar predadores é que cadáveres de predadores mortos e carcaças de snakes meio comidas talvez gerem aprendizado, ou talvez até eliminar um único predator já traga algum benefício para a espécie
  • Se houver pequenas diferenças dentro da espécie predadora — por exemplo, no tipo de presa que prefere — e isso for hereditário, mesmo uma diferença mínima já pode ser suficiente para a seleção natural agir
  • Também pode ser que o predador não morra imediatamente ao comer a snake, e para superpredadores como mamíferos existam preferências alimentares: sobrevivem mais os indivíduos que evitam cobras, e isso acaba se consolidando de forma genética ou por aprendizado, quando os pais não ensinam os filhotes a caçar snakes
• Quando vi a expressão "teal deer", achei primeiro que fosse alguma expressão idiomática estranha. Fui olhar no Urban Dictionary e descobri que "teal dear = tl;dr". Agora me sinto confuso como uma garter snake que acabou de ganhar resistência a uma quantidade absurda de tetrodotoxina
  • Também não entendi de primeira, e acho meio triste essa necessidade de parecer descolado usando 9 letras em vez de 5. O número de sílabas caiu, mas prefixos da web como www são ainda mais longos e ineficientes. Em alemão são 3 sílabas, então até vai, mas em inglês/francês são 9, o que é meio frustrante. Talvez desde o começo web.domain.org tivesse sido melhor
  • Graças a isso acabei conhecendo a expressão teal dear por tabela
  • No começo achei que fosse um trocadilho com "steel-man". Mas não era; de qualquer forma, obrigado por investigar