As ostras permanecem discretas no fundo do oceano, a filtrar a água e a erguer conchas espessas que as defendem de predadores e de condições adversas.
Essas conchas estão longe de ser meros invólucros. São estruturas construídas com cuidado, feitas sobretudo de carbonato de cálcio - um mineral que as ostras precisam de produzir e manter de forma contínua. Para o conseguirem, controlam a sua química interna com uma precisão notável.
Um estudo recente da Universidade de Harvard indica, contudo, que esse trabalho pode não ser feito a solo. Os cientistas encontraram indícios de que micróbios microscópicos a viver no interior da ostra podem ajudar a criar as condições necessárias para a formação da concha.
A descoberta aponta para uma parceria silenciosa que pode contribuir para a sobrevivência das ostras num oceano cada vez mais ácido.
A química por detrás de uma concha
As ostras habitam águas costeiras onde tudo muda com frequência. As marés oscilam, a temperatura sobe e desce, e a acidez pode variar ao longo do dia. Ainda assim, estes animais conseguem manter estável a química no interior do corpo.
Esse equilíbrio é essencial porque a formação da concha depende dele. O carbonato de cálcio só se forma sob condições químicas adequadas. Se o meio interno da ostra se tornar demasiado ácido, o crescimento da concha complica-se e passa a exigir mais energia.
Os investigadores já sabiam que as ostras conseguem regular o pH interno para manter a estabilidade. Do ponto de vista genético, dispõem das ferramentas necessárias para preservar esse balanço mesmo quando a água do mar em redor se torna mais ácida.
Um olhar mais atento aos micróbios das ostras
Andrea Unzueta Martinez é investigadora de pós-doutoramento no Laboratório Girguis de Ecofisiologia, Biogeoquímica e Engenharia, em Harvard.
Depois de ter estudado ostras durante o doutoramento, Unzueta Martinez começou a colocar uma nova questão: as ostras albergam comunidades de micróbios, mas que função desempenham esses micróbios?
“Eu queria começar a ver o que é que os micróbios estavam a fazer pelo animal hospedeiro em termos de regulação da química”, disse.
Unzueta Martinez concentrou-se numa pequena bolsa de fluido situada entre o corpo mole da ostra e a sua concha. Trata-se de um espaço isolado da água do mar circundante.
“Este fluido está completamente isolado do ambiente, por isso não há forma de um micróbio aleatório da água do mar simplesmente lá entrar a flutuar”, afirmou. “Não fazemos ideia de como é que estes micróbios ali entraram em primeiro lugar.”
Um parceiro microbiano escondido
Para analisar os micróbios dentro desse compartimento selado, Unzueta Martinez construiu um pequeno sistema de amostragem que funcionava como um cateter.
O dispositivo criava uma porta estanque, permitindo recolher amostras do fluido sem expor a bolsa à água do mar exterior. A seguir, examinou tanto a ostra como os micróbios presentes no fluido.
Os resultados revelaram algo inesperado: genes da ostra e dos micróbios estavam a ser activados em simultâneo.
Mais surpreendente ainda, os micróbios activavam genes associados à formação de carbonato de cálcio.
“Os micróbios estavam a expressar genes que se sabe ajudarem a precipitar carbonato de cálcio”, disse. “E o carbonato de cálcio é o material de que a concha é feita.”
A partir daqui, a pergunta era inevitável: será que estes micróbios estão a ajudar a ostra a construir a concha?
Sinais entre hospedeiro e micróbios
O estudo identificou também outro padrão relevante. Sempre que os micróbios se tornavam mais activos, a ostra começava a expressar genes relacionados com o seu sistema neuroimunitário.
Em condições normais, este sistema detecta invasores externos, como bactérias. Mas, nalguns animais, o mesmo sistema pode igualmente ajudar a gerir micróbios benéficos através de sinais químicos.
Unzueta Martinez achou a interacção, ao mesmo tempo, intrigante e entusiasmante.
“O que é que se está a passar? Estão a coordenar-se? Será que o hospedeiro consegue comunicar de alguma forma com o seu microbioma através do sistema neuroimunitário para coordenar a regulação da química?”
“Isto levanta mais perguntas do que respostas”, disse.
Um padrão mais amplo na natureza
A investigação foi desenvolvida no laboratório de Peter R. Girguis, professor de Biologia Organísmica e Evolutiva e co-director da Iniciativa de Ciências Microbianas de Harvard.
Segundo Girguis, as conclusões encaixam num conjunto crescente de evidências de que os animais recorrem frequentemente a micróbios para apoiar processos biológicos básicos.
“Muitas vezes pensamos que os animais fazem todo o trabalho pesado sozinhos, e por vezes isso pode ser verdade”, afirmou. “Mas, na maioria das vezes, quando olhamos para algum lado, encontramos micróbios a desempenhar algum papel num processo do animal.”
“É um lembrete de que todos nós, enquanto animais, vivemos neste mundo microbiano.”
Esse apoio pode representar uma poupança energética para as ostras. Em vez de realizarem todo o trabalho químico necessário para construir conchas, poderão partilhar parte dessa tarefa com micróbios que vivem protegidos no interior do corpo.
Porque isto importa num oceano em mudança
À medida que os níveis de dióxido de carbono aumentam, as águas oceânicas tornam-se gradualmente mais ácidas. Essa alteração dificulta a produção de carbonato de cálcio por animais que constroem conchas, como ostras, amêijoas e mexilhões.
“À medida que o pH do oceano baixa, isso custa mais energia a um animal”, explicou Girguis.
Se os micróbios ajudarem a manter o ambiente químico adequado ao crescimento da concha, essa parceria pode ser determinante. Os micróbios ganham um local protegido para viver, enquanto a ostra recebe apoio químico.
“Mas se isso puder ser partilhado nem que seja um bocadinho por micróbios que ajudam a tornar as condições favoráveis ao crescimento da concha e os micróbios beneficiam por terem um lugar para viver onde não são predados, então isso é o início de uma relação realmente boa.”
Olhar para ambientes extremos
Unzueta Martinez pretende continuar a explorar este tipo de relação noutros animais marinhos. Os próximos alvos incluem bivalves de grande profundidade, como os mexilhões do género Bathymodiolus e as amêijoas do género Calyptogena.
Estes animais vivem perto de fontes hidrotermais, alguns dos ambientes mais severos da Terra. Apesar de temperaturas e condições químicas extremas, prosperam.
“Estes animais estão a prosperar e também têm microbiomas”, disse. “Esta é uma grande oportunidade para observar esta tríade do hospedeiro, do microbioma e da regulação da química ambiental em diferentes ambientes.”
Compreender como funcionam estas parcerias poderá trazer novas pistas sobre a forma como a vida marinha resiste em condições difíceis.
Lições para lá das ostras
O estudo também remete para uma ideia mais ampla sobre a vida na Terra. As pessoas associam com frequência os micróbios a doença, mas a maioria dos micróbios que vivem em torno e no interior dos animais traz benefícios.
“Mas a esmagadora maioria dos micróbios que desempenham um papel na vida humana confere-nos vantagens”, afirmou Girguis.
Já se sabe que os micróbios ajudam os humanos a digerir alimentos e a manter a saúde intestinal. O estudo sobre ostras acrescenta mais um exemplo de como os animais podem depender de parceiros microscópicos para lidar com química complexa.
“Se conseguirmos começar a destrinçar as formas como uma ostra simples, que tem uma linguagem imunitária muito mais simples, está a ‘falar’ com os micróbios, conseguimos compreender melhor a resiliência das ostras”, disse Girguis.
Para ostras confrontadas com um oceano cada vez mais ácido, essa conversa silenciosa com micróbios pode ser uma das razões pelas quais conseguem persistir.
O estudo completo foi publicado na revista Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS).
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