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Assim diz o autor sénior de um novo estudo que mostra os rugidos altos e de baixa frequência dos leões e tigres são predeterminados pelas propriedades físicas do tecido da prega vocal — nomeadamente, a capacidade de esticar e cisalhar — e não pelos impulsos nervosos do cérebro.
“O rugido é semelhante ao som de um bebê quando chora”, diz o cientista da fala Ingo Titze, diretor executivo do Centro Nacional de Voz e Fala, que é administrado pela Universidade de Utah. De certa forma, o leão é uma grande réplica de um bebê que chora, alto e barulhento, mas em tom muito baixo”
O estudo das pregas vocais de leão e tigre e como elas produzem o rugido — vocalizações usadas por gatos grandes para reivindicar seu território — foi marcado para publicação em 2 de novembro, na revista online PLoS ONE.
Embora a comparação não fizesse parte do estudo, Titze diz que um bebê “chora para que as pessoas venham para ajudá-lo”. O leão usa um som semelhante que chama a atenção, mas principalmente para dizer: “Estou aqui, este é o meu território, saia daqui””
“Em ambos os casos, ouvimos sons altos e gradativos que agarram os ouvidos das pessoas. Quando um bebé chora, o som não é bonito. O som é basicamente áspero. A vibração não é regular”
O mesmo se aplica aos rugidos dos leões e tigres, e, como os bebês, suas pregas vocais (comumente chamadas de cordas vocais) são “muito soltas e parecidas com gel” e vibram irregularmente para fazer os rugidos soarem ásperos, diz Titze. A principal diferença: Os bebés choram a uma frequência elevada, enquanto os gatos grandes têm um rugido de baixa frequência.
Frequência de rugido ditado pela estrutura das pregas vocais
A principal descoberta do novo estudo é que os leões e tigres podem rugir alto e profundamente porque as suas pregas vocais têm uma forma plana e quadrada e podem suportar fortes alongamentos e tosquias. Isso contradiz uma teoria de que os leões rugem profundamente porque as pregas vocais são pesadas com gordura.
Em vez disso, a gordura ajuda a dar às pregas vocais a sua forma quadrada onde elas sobressaem nas vias aéreas, ao contrário das pregas vocais triangulares na maioria das espécies. A gordura também pode amortecer as pregas vocais e fornecer material de reparação quando elas são danificadas, dizem os pesquisadores.
“Estávamos tentando corrigir uma suposição anterior de que leões e tigres rugem em baixas freqüências fundamentais porque eles têm uma enorme prega vocal”, diz o co-autor do estudo Tobias Riede, professor assistente de biologia da Universidade de Utah e pesquisador associado do National Center for Voice and Speech.
“É verdade que eles têm grandes pregas vocais, mas a forma e as propriedades viscoelásticas fazem os rugidos tão altos e profundos”, diz ele.
Riede diz que os cientistas “se propuseram a descobrir a relação entre a estrutura das pregas vocais e como elas funcionam para produzir o rugido em leões e tigres”. Testamos se as propriedades mecânicas das pregas vocais nos permitiam fazer previsões sobre o som”
Fizeram. As medidas de resistência das pregas vocais ao alongamento e tosquia permitiram aos pesquisadores prever com precisão as faixas de “frequência fundamental” em que leões e tigres são conhecidos por rugir, e as pressões pulmonares necessárias para produzir esses rugidos.
Titze e Riede conduziram a pesquisa com a primeira autora Sarah Klemuk, professora assistente adjunta de ciências da comunicação na Universidade de Iowa; e Edward Walsh, diretor de fisiologia auditiva no Boys Town National Research Hospital em Omaha, Neb. Titze está no corpo docente da Universidade de Iowa e da Universidade de Utah, onde é professor de pesquisa em otorrinolaringologia e química medicinal. A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde e pela National Science Foundation.
“Estudamos muitos animais – veados, alces, cães e gatos”, diz Riede. “Leões e tigres são apenas exemplos interessantes de vocalização muito alta e baixa frequência”.
Estes estudos têm um aspecto prático. “Se você entender como as pregas vocais são estruturadas e que efeitos essa estrutura tem na produção vocal, então poderia ajudar os médicos a tomarem decisões sobre como reconstruir o tecido danificado das pregas vocais” em pessoas como pacientes com câncer, cantores, professores, treinadores e sargentos de perfuração, diz ele.
Voices of Big Cats
O novo estudo analisou as pregas vocais de dentro da laringe, comumente conhecidas como caixa de voz. As laringas foram excisadas de três leões e três tigres eutanizadas por razões humanas devido a doença avançada no Zoológico Henry Doorly em Omaha. Eles variavam de 15 a 22,4 anos de idade na morte. Os três leões eram fêmeas. Os tigres eram tigres Sumatran e Bengala e um tigre Amur (siberiano) masculino.
Vocalização é complexa, e envolve fatores não incluídos no novo estudo das pregas vocais: como o ar é empurrado dos pulmões, como o som ressoa no trato vocal, como a língua e a mandíbula se movimentam, e movimento dos músculos e cartilagem da laringe.
O estudo incluiu exames de tecido das pregas vocais, que é tecido conjuntivo mole na forma de elastina, colágeno, um lubrificante conhecido como hialuronan, e gordura.
Leões e tigres têm grandes pregas vocais: cerca de 1 polegada de altura de cima para baixo, 1 polegada de espessura de lado a lado e 1,5 polegada de comprimento de frente para trás. Eles sobressaem da laringe para a via aérea logo acima da traquéia, formando uma forma triangular em cada lado da via aérea na maioria das espécies, mas uma forma quadrada em leões e tigres.
Os cientistas já sabiam que os leões e tigres têm gordura significativa dentro de suas pregas vocais. O novo estudo mostrou que em gatos grandes, essa gordura está localizada nas profundezas do ligamento da prega vocal, e ajuda a dar às pregas sua forma quadrada e achatada.
Essa forma “facilita a resposta do tecido ao fluxo de ar que passa”, permitindo ruídos mais altos com menos pressão pulmonar, diz Riede.
Quando o ar passa pelas pregas vocais para fazer som, as pregas vibram de um lado para o outro e para cima e para baixo, esticando e tosquiando as pregas — propriedades testadas pelos pesquisadores.
Primeiro, eles prenderam pregas vocais de leão e tigre a alavancas que mediam a força e a distância enquanto o tecido era esticado “como as cordas da guitarra”, diz Riede.
Próximo, os pesquisadores colocaram pequenos discos circulares de tecido de pregas vocais entre as placas e torceram uma placa em alguns graus, lenta e rapidamente, enquanto mediam a força necessária para fazer isso. Isso mostra como o material resistiu bem ao cisalhamento durante o rugido.
Os cientistas então usaram essas medidas de tensão e força de cisalhamento das grandes pregas vocais dos gatos para prever as pressões pulmonares e a faixa de “frequência fundamental” na qual os animais rugem — a faixa de taxas na qual as pregas vocais são capazes de vibrar.
Eles vieram com 10 a 430 hertz, ou ciclos por segundo, o que é consistente com frequências de rugido conhecidas de 40 a 200 hertz em leões e 83 a 246 hertz em tigres, diz Riede. Os homens falam de 100 a 120 hertz e as mulheres de 200 a 250 hertz, mas os gatos grandes são muito mais altos porque convertem mais eficientemente a pressão pulmonar em energia acústica.
Faz sentido que a frequência de rugido dos leões e tigres quando rugem seja uma função das propriedades mecânicas das suas pregas vocais, não da massa ou do peso. Afinal de contas, os alces têm pregas vocais de tamanho semelhante, mas têm uma corneta de passo alto e não um rugido baixo, diz Titze.
“É a confirmação de que as frequências de fonação são descritas pelas propriedades mecânicas das pregas vocais e não pelos impulsos nervosos do cérebro”, acrescenta ele.
Um rugido de leão ou de tigre pode chegar a 114 decibéis para alguém que esteja a poucos metros de distância, o que “é cerca de 25 vezes mais alto que um cortador de grama de gás”, diz Titze. E os rugidos não são entregues um de cada vez; em vez disso, os leões rugem cerca de 50 vezes em 90 segundos.
“Eles rugem com um som que é assustador para as pessoas porque tem esta qualidade áspera e crua”, diz Titze. “Leões e tigres são considerados os reis dos animais, em parte por causa de seus rugidos”. Imagine se eles cantassem belas músicas e fossem músicas de muito baixa frequência”. Quem vai ficar com medo disso?”