Comunicação animal: o mesmo ritmo em muitos animais

Many animals, same rhythm

A comunicação entre animais pode parecer caótica à primeira vista: luzes intermitentes, chilreios, movimentos do corpo e verdadeiras “canções”. No entanto, por trás dessa diversidade, começa a emergir um padrão simples que se repete.

Um novo estudo aponta que muitas espécies - de insetos a mamíferos - podem estar a “falar” quase no mesmo compasso: cerca de duas batidas por segundo. Esse tempo comum pode não ser um acaso, mas antes um reflexo da forma como os cérebros estão preparados para processar o mundo.

Os investigadores observaram que muitos sinais de comunicação entre espécies caem dentro de um intervalo relativamente estreito. Repetidamente, os animais pareciam emitir sinais rítmicos a cerca de 2 hertz, ou seja, aproximadamente 2 pulsações por segundo.

Esse padrão surgiu numa variedade surpreendente de criaturas. Não ficou limitado a um ramo específico do reino animal nem a um único tipo de sinal.

“Parece haver uma abundância de organismos a sinalizar ou a comunicar dentro de uma faixa relativamente estreita de andamentos”, disse o coautor do estudo, Guy Amichay, investigador associado da Northwestern University.

“Todos parecem manter-se por volta dos 2 ou talvez 3 hertz. Em princípio, poderiam comunicar a outros ritmos. Do ponto de vista físico, nada os impede de comunicar, por exemplo, a 10 hertz - e, no entanto, não o fazem.”

Os investigadores propõem que um tempo em torno dos 2 hertz pode ser mais fácil de processar pelo cérebro, porque ressoa em muitas espécies, incluindo humanos, pirilampos, leões-marinhos e rãs.

A pattern caught on camera

A ideia começou numa viagem de campo à Tailândia, onde Amichay e colegas estavam a recolher imagens de pirilampos a piscar em conjunto no meio rural. Depois de os observar durante longos períodos, reparou em algo inesperado.

Os piscas dos pirilampos pareciam coincidir com o chilrear de grilos ali perto. Por momentos, dava a sensação de que duas espécies muito diferentes poderiam estar, de alguma forma, a manter o mesmo tempo.

“A certa altura, achei que os flashes dos pirilampos e o chilrear dos grilos próximos estavam sincronizados”, disse Amichay.

Quando a equipa analisou as gravações com mais detalhe, percebeu que os insetos não estavam, de facto, a sincronizar-se. Estavam a sinalizar de forma independente - mas ambos o faziam a um ritmo muito semelhante, por volta de duas a três pulsações por segundo.

A rhythm across the animal world

Essa coincidência levou os investigadores a ampliar muito o alcance da análise. Recorreu-se então a estudos já publicados sobre diversos tipos de comunicação animal.

O levantamento incluiu flashes de pirilampos, chilreios de grilos, coaxares de rãs, exibições de cortejo de aves, pulsações de luz e de som em peixes e sinais tanto vocais como físicos em mamíferos. Os animais variavam bastante em tamanho, habitat e estilo de comunicação.

Ainda assim, muitos repetiam sinais dentro de um intervalo de cerca de 0,5 a 4 hertz. Quer a mensagem chegasse por som, luz ou movimento, o mesmo tempo-base voltava a aparecer.

Isto foi especialmente interessante porque o limite não parecia vir apenas do corpo. Alguns animais conseguem claramente sinalizar muito mais depressa quando necessário.

“Se tenta apanhar um pirilampo, ele entra em pânico e começa a cintilar muito mais rápido”, disse Amichay.

“Biomecanicamente, eles conseguem sinalizar mais depressa. Por isso, perguntámo-nos se poderia haver uma razão mais profunda para sistemas tão diferentes sinalizarem a este ritmo e não a outro qualquer.”

The brain’s sweet spot

A possível explicação começou a ganhar forma depois de os investigadores conhecerem o físico teórico Vijay Balasubramanian, da University of Pennsylvania, numa conferência associada ao National Institute for Theory and Mathematics in Biology. Balasubramanian salientou que neurónios individuais funcionam numa escala de tempo semelhante.

Os neurónios precisam de tempo para recolher informação e “reiniciar” antes de dispararem novamente. Por esse motivo, circuitos neurais simples podem ser particularmente sensíveis a sinais que chegam a cada poucas centenas de milissegundos.

Para explorar esta hipótese, os investigadores construíram modelos computacionais de circuitos neurais básicos. Em seguida, testaram como esses circuitos reagiam a sinais enviados a diferentes andamentos.

Os modelos mostraram as respostas mais fortes no mesmo intervalo observado nos dados animais, perto dos 2 hertz. Isto apoia a ideia de que a comunicação pode ter evoluído para coincidir com os ritmos que os cérebros processam de forma mais eficiente.

“Há aqui um ponto algo subtil: suspeitamos que acertar no intervalo certo de tempo do sinal ‘portador’ é essencial para comunicar de forma eficiente”, disse o coautor do estudo Daniel Abrams, professor de Engineering Sciences and Applied Mathematics na Northwestern University.

“Pode não ser o tempo em si a transportar informação, mas servir como uma base para captar atenção, com o conteúdo real a ser enviado por cima - como notas musicais que acompanham a batida numa canção.”

Echoes in human life

Os investigadores também consideram que este padrão pode ajudar a explicar ritmos familiares no comportamento humano. A equipa notou que a música popular muitas vezes ronda as 120 batidas por minuto - o equivalente a 2 hertz.

“Esse ritmo encaixa no nosso corpo; encaixa nos nossos membros”, disse Amichay. “Caminhamos mais ou menos a 2 hertz, por isso é fácil dançar ao som de música a 2 hertz.”

“Claro que música mais experimental pode ter batidas drasticamente diferentes. Mas se ligar a rádio e ouvir Taylor Swift - muitas vezes é 2 hertz.”

A descoberta não prova que todos estes ritmos venham exatamente da mesma origem. Mas levanta a possibilidade de que os animais, incluindo os humanos, partilhem uma preferência temporal comum, enraizada na forma como os sistemas nervosos funcionam.

Amichay espera agora que outros cientistas testem mais espécies de forma direta e analisem como os cérebros respondem a diferentes andamentos de comunicação. Isso poderá mostrar se este ritmo é mesmo uma característica generalizada dos sistemas neurais nos animais.

“É tentador pensar que existe aqui uma ligação mais profunda - que talvez estejamos todos na mesma ‘frequência’ partilhada. Mas ainda estamos a explorar o que isto pode significar”, concluiu.

A investigação foi publicada na revista PLOS Biology.