Diversidade Biológica
Abrindo nossa série de matérias, nada mais adequado que falar sobre a vida. E para falar sobre a vida, precisamos conhecer os atores desse espetáculo. Por isso, uma das principais seções será a "Diversidade Biológica".
Divulgar o conhecimento
sobre a biodiversidade brasileira — e de outras partes do mundo — é talvez um dos
primeiros passos para resgatar a conexão do ser humano com a natureza. Vivemos
num isolamento pregressivo do ser humano em relação à natureza, o que tem, por um
lado, resultado num progressivo desinteresse e descaso com os problemas
ambientais, que, por outro lado, se agravam cada vez mais.
Conhecer é o primeiro passo para
criar vínculo cultural com algo e passar a valorizá-lo. Se não conhecemos a
natureza e seus atores, como vamos dar valor a ela?
Trataremos nesta seção de assuntos
amplos, como temas relacionados ao status de conservação da biodiversidade.
Também trataremos sobre assuntos mais específicos, como a divulgação de
espécies da biodiversidade local e brasileira, espécies extintas ou em vias de
extinção, curiosidades e outros.
Assim como as demais seções que estão por vir,
esta é dividida em sub-seções, sendo três: Microcosmos, Refúgios
da Vida e Terra de Gigantes.
Microcosmos
Inaugurando nossas seções, voltamos nosso olhar para o mundo invisível. A maior parcela da diversidade biológica está justamente no universo dos infinitamente pequenos. Aqueles seres que fogem do alcance da visão humana, os quais só podem ser vistos com instrumentos apropriados. A este universo chamaremos a paritr de agora de "Microcosmos". Este será o nome da primeira sub-seção de 'Diversidade Biológica'. É apropriado e se remete ao nome do livro homônimo da bióloga Lynn Margulis (Microcosmos: Quatro Bilhões de Anos de Evolução
Microbiana), que mostra como a vida surgiu e se desenvolveu baseada nos seres microscópicos.
Na
primeira matéria apresentamos um pequeno e estraordinário animalzinho.
Capaz de suportar condições extremas, até pouco tempo inpensáveis,
especialmente para um animal, os "tardigrados" são extremos no que se
refere a sua capacidade de adaptação a difenrentes ambientes e às
mudanças ambientais.
Rodrigues, L. M. 2012. Tardpigrados: Pequenos animais com extraordinárias habilidades. Journal Explorator, v. 1, n.1, p. 3-7.
TARDÍGRADOS
Pequenos
animais com extraordinárias
habilidades
Leon
Maximiliano Rodrigues
O menor
animal do mundo1 é ao mesmo tempo o mais resistente que se conhece às mudanças
ambientais. Classificado cientificamente em 1776, pelo naturalista, fisiologista
e padre italiano Lazzaro Spallanzani (Fig. 1), o tardígrado, também chamado de "urso d’água" (water bears) ou "leitão do musgo", variam de 0,05 a 1,5 mm de comprimento na forma adulta.
Figura 1. Lazzaro Spallanzani (1729-1799).
O nome tardígrado vem do latim tardus = lento e gradus = andar. Assim, significa “que se desloca lentamente”.
Observando um tardígrado ao microscópio, em amostra do ambiente, é possível
entender a origem do nome. Ele se desloca movendo-se num ritmo lento e
constante, explorando o ambiente atrás de algum recurso.
Estes animaizinhos possuem 4 pares
de patas não articuladas (Fig. 2), com 4 garras cada uma (Fig. 3). Se alimentam
da seiva de plantas, algas e bactérias, que são retiradas graças a estiletes
perfuradores que ficam internamente, logo atrás do orifício bucal (Fig. 4). Podem ser fortemente pigmentados, exibindo cores
como marrom, verde, laranja, amarelo, vermelho ou rosa na cutícula e/ou intestino
ou completamente incolores transparentes ou opacos (Nelson, 2002).
Figura 2. Eletronmicrografia de varredura (Scanning Electron Microscope — SEM) de Doryphoribius dawkinsi adulto (Fonte: Michalczyk,
Ł. &
Kaczmarek, Ł. 2010).
Figura 3. Detalhe da garra do 4º par de
apêndice locomotor de Dactylobiotus
grandipes (Kaczmarek & Michalczyk, 2010).
Figura 4. Morfologi interna de um tardígrado
(mod. Esquem.): 1. cérebro (gânglio cerebral); 2. ocelo; 3. glândula bucal ou
salivar; 4. intestino; 5. ovário com óvulos; 6. órgãos de excreção; 7.
receptáculo seminal; 8. anus; 9. gânglios nervosos; 10. garras; 11. faringe;
12. estilete protrátil; 13. orifício bucal.
Por serem muito pequenos, passam
despercebidos ao olhar do vulgo, mas ocorrem em todo tipo de ambiente onde haja
água ou alguma umidade, onde a grande maioria se alimenta sugando o conteúdo
celular de bactérias, algas e vegetais. São
encontrados em todo o planeta, desde o fundo oceânico ao alto do Himalaia.
Existem cerca de 700 a 900 espécies conhecidas, que podem ser encontradas em ambientes terrestres, na água doce e no mar (Nelson, 2002). Cerca de
300 foram descritas no Ártico e na Antártica, e outras 115 na Groenlândia (http://jornalciencia.com). Em ambientes
terrestres vivem entre os musgos e liquens, enquanto em ambientes aquáticos são
encontrados nos sedimentos e em algas ou plantas submersas.
Esse pequeno animalzinho de
aparência pacata e calma surpreende por suas capacidades extremas. Recentemente
vem despertando o interesse da ciência devido a sua capacidade de resistir a
condições extremas, nas quais nenhum outro animal resistiria, como extremos de
pressão, radiação ultravioleta, radiação cósmica, temperaturas extremamente altas ou baixas e vácuo.
Os tardígrados são capazes de sobreviver
no espaço, sem nenhum tipo de proteção, e até procriar na volta à Terra,
segundo o que afirma uma pesquisa recente, publicada em 2008 na revista Current Biology, pelo cientista alemão
Ingemar K. Jönsson e colaboradores, do Instituto de Medicina Aeroespacial
de Colônia. No estudo, tardígrados foram para o espaço em setembro de 2007, na
cápsula Foton-M3 da Agência Espacial Européia. Ficaram em órbita baixa da Terra,
a cerca de 270 km de altitude, sob condições de vácuo, extremos de radiação
ultravioleta e raios cósmicos e falta de oxigênio. No caso dos raios ultravioleta,
a intensidade é cerca de mil vezes maior do que a experimentada na superfície
da Terra.
Os tardígrados possuem a impressionante
capacidade de entrar em dormência (criptobiose ou anabiose) quando as condições
do meio não são favoráveis. Isso ocorre, por exemplo, em resposta à dessecação
(anidrobiose), temperatura (cryobiosis), baixo oxigênio (anoxybiosis), e salinidade
mudanças (osmobiosis) (Nelson, 2002). Simplesmente “desligam” seu metabolismo diante de condições
adversas. Quando as condições voltam a ser adequadas, os tardígrados parecem simplesmente
acionar o “botão de restart”, e suas
funções vitais, temporariamente desativadas, voltam a funcionar.
A espécie Milnesium
tardigradum foi
submetida a um experimento no qual a criptobiose e sua posterior reversão
foram induzidas em laboratório. Pela primeira vez a expressão de sequências parciais de três genes de
proteínas de choque térmico (da
família hsp70) foi examinada na
transição da forma ativa para a criptobiótica e de
volta para a fase ativa. As três isoformas
mostraram-se verdadeiras proteínas de choque térmico, sendo uma
delas estreitamente relacionada com a criptobiose. Esse
experimento foi publicado por Ralph O. Schill e colaboradores, em
2004, no periódico The Journal of
Experimental Biology.
Possuem também a incrível capacidade
de reparar seu DNA de danos causados por radiação, fenômeno que junto com a
criptobiose conferem ao tardígrado a grande capacidade de sobreviver a
condições extremas. Suportam imersões durante alguns minutos em temperaturas de
200oC e imersão em solventes como o álcool etílico a 96% ou éter (http://jornalciencia.com). Segundo
ultimas experiências, desenvolvidas por universidades norte-americanas,
também suportam, durante certo período de tempo, temperaturas tão baixas como -271oC, pressão de 75 mil atmosferas e radiação de 5700
grays. São capazes de sobreviver no vácuo do espaço e viver até 120 anos (http://naturezamor.blogspot.com.br), uma longevidade até mesmo para uma tartaruga marinha.
O fenômeno da criptobiose lhes
confere possibilidade maior de sobrevivência e dispersão (Assunção, 1999a, b).
Por isso, compreendem um grupo de animais bem sucedidos, com diversas espécies
cosmopolitas, ou seja, estão amplamente distribuídas pelo mundo. Estão bem representados
em todos os continentes, como mostra o estudo de Sandra J. Mcinnes e Philip J.
A. Pugh, publicado em em 2007 na revista Journal
of Limnology.
O animalzinho ganhou tanto destaque,
que adquiriu direito a um simpósio sobre ele. Já na décima segunda edição, o 12th International Symposium on
Tardigrada aconteceu nos dias 23 a 26 de julho de 2012 em Vila Nova de
Gaia, Portugal (ver site: http://www.tardigrada2012.com). O evento
discutiu tudo sobre “Tardigrada”, como é denominado o filo que reúne as
espécies de tardígrados, com direito a publicações completas em revista
especializada em biologia aquática Journal
of Limnology.
Cientificamente
Falando
Diversidade de
Tardigrada
Os tardígrados são agrupados no
filo Tardigrada, um grupo pequeno e pouco estudado. O filo é dividido, segundo alguns autores em 3
classes: Heterotardigrada, Mesotardigrada e Eutardigrada. Mas, é mais aceita a classificação que o divide em 2 classes (Fig. 5), já qie Mesotardigrada é composta por apenas 1 espécie, a qual foi coletada apenas uma vez, sendo sua classificação considerada dúbia. O número de
espécies conhecidas no mundo é aproximadamente 700; no Brasil são conhecidas
61; e no estado de São Paulo 58 (Assunção,
1999a, b).
A
B
Figura 5. Micrografia eletrônica de varredura dos dois principais padrões morfológicos
de tardígrados: (A) com cirrus
laterais e placas dorsais (Echiniscus spiniger), características da classe Heterotardigrada, e (B) sem cirrus laterias e placas dorsais
(Microbiotus tonollii), correspondendo às características da classe Eutardigrada.
O grupo dos tardígrados apresenta
características ambíguas. Por exemplo, apresentam algumas características dos
anelídeos (p. ex., monhocas) e outras dos artrópodes (p. ex., insetos). Por
essa razão, sua classificação é até hoje polêmica. Já foram classificados como
artrópodes aracnídeos por possuírem 4 pares de patas. Entretanto, o enquadramento
dos tardígrados na Classificação Biológica ainda é incerta. Tem sido tradicionalmente
incluídos — com base em análise de caracteres morfológicos — junto com os
artrópodes (insetos, aranhas, crustáceos, etc.) e unicóforos, no superfilo "Panarthropoda" (Fig. 6). As primeiras evidências do enquadramento dos tardígrados
em Panarthropoda foram divulgadas em 1996, em artigo de Gonzalo Giribet e colaboradores,
publicado na revista Molecular Biology
and Evolution. O estudo de Giribet mostrou uma afinidade entre tardígrados
e artrópodes (Fig. 7).
Figura 7. A
árvore filogenética mais parcimoniosa obtida a partir de 1.451 passos usando PAUP (Phylogenetic Analysis
Using Parsimony)
incluindo todos os táxons estudados
por Giribet
et al. (1996).
Contudo, um estudo com enfoque molecular
publicado por Casey W. Dunn e colaboradores, em 2008 na revista Nature, mostrou uma afinidade maior dos
tardígrados com nematóides que com onicóforos e artrópodes (Fig. 8). Outro
estudo desenvolvidos por Lahcen I. Campbell e colaboradores, e publicado mais
recentemente (2011) na revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences),
teve um foco mais específico no grupo dos tardígrados e utilizaram dois grupos
independentes dos dados do genoma (expressed
sequence tags — ESTs) e microRNAs (miRNAs). Este estudo, assim como o de Dunn, mostrou que estes organismos, apesar
de apresentarem relações de parentesco com os artrópodes2, são
biologicamente mais próximos dos nematóides3. Ainda em 2009, Georg
Mayer e Paul M. Whitington publicaram estudo no qual discutem sobre a
classificação dos “miriápodes”. Nesse trabalho consideraram dentro de
Panarthropoda os onicóforos, mas não consideram os tardígrados.
Figura 8. PArte da árvore obtida por Dunn et al. (2008) mostrando maior afinidade de Tardigrada com nematóides (grupos sublinhados em vermelho) (Link para a figura completa).
Do ponto de vista morfofisiológico,
são organismos complexos, apesar de pequenos. Possuem dimorfismo sexual4,
com fecundação interna. Mas, também ocorre partenogênese (desenvolvimento do embrião sem fecundação). São recobertos de quitina e não possuem sistema
circulatório e nem aparelho respiratório. As trocas gasosas são realizadas de
forma aleatória em qualquer parte do corpo. Possuem sistema nervoso complexo e
sistema digestivo.
Assim, é surpreendente a capacidade
adaptativa dos tardígrados, pois geralmente espera-se que organismos mais
complexos sejam mais restritivos quanto às variações do ambiente (espécies estenoécias). E organismos
mais simples, como as bactérias, possuem normalmente maior plasticidade adaptativa (espécies euriécias). Por
isso, os tardígrados podem ser considerados uma exceção.
Quanto ao desenvolvimento dos
tardígrados, muito pouco se sabe. Na verdade, se sabe menos do que qualquer
outro filo animal. Os três trabalhos mais importantes sobre esse assunto foram
publicados entre 1895 e 1929 (Goldstein & Blaxter, 2002). Alguns estudos
recentes se baseiam em transmissão de microscopia eletrônica de embriões, como
o trabalho de Jette Eibye-Jacobsen, publicado em 1997 na revista Zoologischer Anzeiger, com novas evidências
sobre o desenvolvimento embrionário dos tardígrados, utilizando a espécie Halobiotus crispae. Mas, até agora
existe muito pouca informação embriológica com base em embriões vivos
(Goldstein & Blaxter, 2002).
1
Prganismos
unicelulares, como os protozoários não são animais.
2
Artropodes
são invertebrados que possuem um exoesqueleto rígido, ou esqueleto externo:
insetos, crustáceos, etc.
3
Nematóides
são vermes cilíndrios que incluem parasitas como alumbriga.
4
Dimorfismo
sexual refere-se à ocorrência de indivíduos do sexo masculino e feminino de uma
espécie com aparência diferentes características físicas não sexuais
marcadamente diferentes.
Curiosidades
Procurando informações
complementares sobre os tárdígrados, encontramos no site Aquatic Invertebrates of Alberta informações sobre como “coletar,
preservar e identificar” estes organismos: http://sunsite.ualberta.ca/Projects/Aquatic_Invertebrates/?Page=21. Pulschen
& Meneghin (2010) propõem uma metodologia para o desenvolvimento de cultura
de tardígrados.
Pensando
na aparência do tardígrado e na sua história natural, ao contrário de um
bichinho de pano fofo, pode servir de inspiração para criação de monstros para
histórias de ficção científica e histórias em quadrinhos (Fig. 10).
Figura 10. Arte baseada na micrografia eletrônica
de um tardígrado (esquesda; Fonte:
http://eatenbyducks.blogspot.com.br/2007/12/tardigrada.html) e Micrografia eletrônica de varredura de um
tardígrado (direita; Thorp & Covich, 2001).
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