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Peixinhos têm anticongelante para sobreviver na Groenlândia, indica estudo

Um peixinho que vive nas águas geladas ao largo da costa da Groenlândia pode ser diminuto em tamanho, mas é um gigante para a ciência.

Um tipo de peixe-caracol, um exemplar da família Liparidae, está cheio de proteínas anticongelantes que ocorrem naturalmente em níveis nunca antes vistos e o ajudam a sobreviver em águas abaixo de zero, de acordo com novas pesquisas.

Batizado de Liparis gibbus, o peixe-caracol também se distingue graças à biofluorescência, que o faz brilhar em verde e vermelho.

Os pesquisadores David Gruber e John Sparks, ambos do Museu Americano de História Natural de Nova York, faziam parte da Expedição Científica Constantine S. Niarchos em 2019 quando notaram um peixe-caracol brilhando na costa leste da Groenlândia.

A biofluorescência ocorre quando os animais têm a capacidade de converter a luz azul em luz verde, vermelha ou amarela. É uma característica incrivelmente rara nos peixes árticos, que vivem em longos períodos de escuridão. Até agora, a variedade de peixe-caracol é o único peixe polar conhecido a ter este brilho.

Pesquisadores mergulharam na costa leste da Groenlândia para estudar pequenos peixes-caracóis / Peter Kragh

Gruber e Sparks coletaram um jovem peixe-caracol de apenas 1,9 centímetro de comprimento, menor que uma unha. Para efeito de comparação, um adulto da mesma espécie chega a 11,5 centímetros.

Os cientistas queriam aprender mais sobre as propriedades biofluorescentes da espécie quando esbarraram em outra surpresa na sua genética: os níveis mais elevados de expressão de proteínas anticongelantes já observados.

“Tal como o líquido anticongelante no automóvel impede que a água no radiador congele sob temperaturas baixas, alguns animais evoluíram com máquinas fantásticas que impedem o congelamento, como as proteínas anticongelantes, que evitam a formação de cristais de gelo”, afirmou Gruber, um colaborador de pesquisa do Museu Americano de História Natural e professor com distinção de biologia no Baruch College da City University de Nova York.

A revista científica “Evolutionary Bioinformatics” publicou os resultados na terça-feira (16).

David Gruber (à esquerda) e John Sparks (à direita) investigam um iceberg no leste da Groenlândia / Peter Kragh

“Já sabíamos que este pequeno peixe-caracol que vive em águas extremamente frias produzia proteínas anticongelantes, mas não percebíamos como ele está cheio de proteínas e a quantidade de esforço necessário para produzir tais proteínas”.

Como as águas árticas seguem mornas devido à crise climática, no entanto, o futuro desse tipo de peixe-caracol, com sua notável adaptação ao frio, é incerto.

Essa é a opinião do coautor do estudo John Burns, cientista sênior de pesquisa do Bigelow Laboratory for Ocean Sciences em East Boothbay, Maine.

Os oceanos polares são ambientes extremos para a vida marinha e só as criaturas que se adaptaram para viver dentro das temperaturas geladas conseguem viver ali.

Algumas espécies de insetos e répteis podem sobreviver se experimentarem congelamento parcial de seus fluidos corporais, mas os peixes não.

Por isso, precisam de proteínas anticongelantes, produzidas em grande parte no fígado, que impedem a formação de grandes grãos de gelo nas suas células e fluidos corporais.

Os cientistas descobriram pela primeira vez proteínas anticongelantes nos peixes há quase 50 anos. Elas estão presentes em cinco famílias genéticas diferentes.

O peixe-caracol é particularmente intrigante porque possui dois tipos diferentes de famílias de genes que codificam as proteínas anticongelantes: o tipo I e o tipo IV.

“Os genes que codificam as proteínas anticongelantes do tipo I são provavelmente adições recentes ao genoma do peixe e podem estar se expandindo ativamente para cópias adicionais”, disse Burns. “É como descobrir uma evolução em atividade”.

Ao capturar um peixe jovem, os cientistas puderam descobrir muitos detalhes genéticos ao longo do desenvolvimento.

“Notamos que, além do crescimento, esse peixe também trabalha muito para se proteger do congelamento”, contou Burns. “A quantidade de RNA que o peixe cria para evitar o congelamento é equivalente ao que ele investe nas máquinas celulares fundamentais, ou seja, o material que forma as células.”

Até agora, os cientistas não sabem se existe uma ligação entre a biofluorescência e as proteínas anticongelantes.

Mas o aquecimento das temperaturas no Ártico pode representar uma ameaça para as mesmas criaturas que se adaptaram para sobreviver lá — o que significa que toda a energia que eles colocaram em proteção contra o congelamento é um esforço desperdiçado, diz Burns.

Um habitat de iceberg na Groenlândia serviu como local de estudo, onde os pesquisadores coletaram um espécime juvenil de Liparis gibbus / Peter Kragh

Alguns cientistas preveem que, se o gelo marinho da região continuar diminuindo no ritmo atual, o Ártico ficará sem gelo nas próximas três décadas.

“Os mares árticos não têm uma grande diversidade de espécies de peixes, e o nosso estudo coloca a hipótese de que, com temperaturas oceânicas cada vez mais quentes, espécies que vivem em habitats no gelo, como o desse peixe-caracol, possam sofrer maior competição com espécies mais temperadas que anteriormente não conseguiam sobreviver nas latitudes mais altas do norte”, explicou Sparks, curador do departamento de ictiologia e professor do Museu Americano de História Natural na Richard Gilder Graduate School do museu.

Para Burns, compreender mais sobre as proteínas anticongelantes poderia ajudar os cientistas a traduzir os resultados em utilizações biotecnológicas, como proteger as culturas contra o gelo ou melhorar as propriedades de congelamento da carne.


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