Conheça a minhoca que vive nas geleiras — um 'paradoxo' científico

Minhocas da espécie Mesenchytraeus solifugus conseguem sobreviver sob temperaturas congelantes e têm características misteriosas que as tornam um tema urgente para pesquisas.

Publicado 30 de ago. de 2021 07:00 BRT, Atualizado 30 de ago. de 2021 11:46 BRT
As minhocas do gênero Mesenchytraeus cobrem a superfície do Paradise Glacier, no sul do Monte Rainier, ...

As minhocas do gênero Mesenchytraeus cobrem a superfície do Paradise Glacier, no sul do Monte Rainier, em Washington. Esses animais sobrevivem sob a temperatura do ponto de congelamento da água, o que é um “paradoxo” científico.

Foto de Scott Hotaling

À primeira vista, uma geleira parece apenas um pedaço de gelo estéril que não abriga vida. Mas há muito mais do que apenas gelo: as geleiras são lar de uma série de minúsculos organismos que constituem um rico ecossistema gélido.

Os seres mais notáveis são as minhocas Mesenchytraeus solifugus, que vivem na parte ocidental da América do Norte. Medindo cerca de 12 milímetros de comprimento e com corpo fino como um fio dental, as M. solifugus formam pequenos pontos nas geleiras de todo o Noroeste do Oceano Pacífico, Colúmbia Britânica e Alasca. Um grande número de minúsculas minhocas pretas surge nas tardes e noites de verão para se alimentar de algas, micro-organismos e outros detritos na superfície. Depois, ao amanhecer, eles se enterram de volta no gelo e, durante o inverno, desaparecem nas profundezas congelantes.

Esses parentes distantes das minhocas sobrevivem em camadas de água gelada na neve e no gelo, conseguindo se desenvolver mesmo na temperatura do ponto de congelamento da água. Isso seria impossível para a maioria dos animais sem nenhum isolamento térmico, especialmente para os animais de sangue frio, como as minhocas. Então, como as do gênero M. solifugus conseguem fazer isso? Cientistas descobriram algumas estratégias da espécie. Eles observam que as informações sobre esses inusitados seres são surpreendentemente relevantes e urgentes.

Daniel Shain, pesquisador da Universidade de Rutgers que estuda a M. solifugus há 25 anos afirma que aprender mais sobre como esses animais conseguem sobreviver sob temperaturas extremas pode expandir o conhecimento sobre a vida na Terra e muito mais.

Mas, conforme as geleiras desaparecem, a espécie M. solifugus também desaparecerá. “Queremos descobrir o máximo possível sobre a M. solifugus antes que entrem em extinção”, disse Shirley Lang, bióloga do Haverford College, na Pensilvânia. “E não tenho dúvidas de que um dia deixarão de existir”, se as geleiras continuarem a derreter no nível em que estão derretendo atualmente.

Os mistérios da espécie

As leis da biologia determinam que, com a queda das temperaturas, as reações corporais se enfraquecem e os níveis de energia diminuem. Enquanto os animais de sangue quente precisam queimar energia para manter uma temperatura relativamente constante, os animais de sangue frio economizam energia e chegam a hibernar sob temperaturas muito frias. Mas esse não é o caso da M. solifugus.

“Os níveis de energia dos indivíduos dessa espécie aumentam sob temperaturas mais baixas”, revela Shain. “E isso é um paradoxo.”

A pesquisa de Shain e Lang, que concluiu seu trabalho de doutorado no laboratório de Shain, ajuda a explicar esse fenômeno em uma série de artigos publicados recentemente. Tudo está relacionado a uma molécula especial conhecida como ATP, abreviação de adenosina trifosfato. A molécula ATP atua na circulação de energia nas células e potencializa a maioria das reações no corpo. Isso ocorre através de uma enzima complexa, denominada ATP sintase, que é teoricamente idêntica em todos os organismos conhecidos. A molécula é quase 100% eficiente no organismo das minhocas M. solifugus — algo inédito no mundo natural. E isso surpreendeu os bioquímicos. “É um mecanismo extraordinário”, diz Shain.

Mas a M. solifugus tem um elemento adicional: uma alteração no DNA que cria a ATP sintase. Essa alteração parece acelerar a produção de ATP. “Funciona como um turbo”, explica Shain.

É difícil explicar essa evolução, mas é possível que a M. solifugus tenha roubado um pedaço de material genético que foi detectado em fungos que vivem em altitudes elevadas. Esse suposto “roubo genético” é particularmente incomum, porque o DNA roubado dificilmente se incorpora à mitocôndria, onde a ATP é produzida.

Além do acréscimo genético, a M. solifugus também possui um “termostato” celular alterado, que possibilita a produção de ATP em temperaturas frias. As duas características genéticas combinadas fazem com que a espécie possua concentrações celulares de ATP muito mais elevadas do que a maioria dos animais. Isso ajuda a explicar como eles mantêm seus níveis de energia no frio congelante.

Lang planeja explorar ainda outra teoria que explique os altos níveis de energia das minhocas M. solifugus. Os indivíduos dessa espécie possuem muita melanina no organismo, que é o mesmo pigmento que ajuda a proteger a pele humana da radiação ultravioleta. Mas na M. solifugus, a melanina pode ser encontrada em todo o corpo: no cérebro, nos intestinos ou nos músculos. Algumas pesquisas sugerem que a melanina seja capaz de absorver energia da radiação solar em algumas situações. Lang acredita que esse possa ser o caso da espécie e deseja estudar essa ideia.

As minhocas M. solifugus vivem apenas em geleiras costeiras e não podem ser encontrados em nenhum outro lugar do mundo, embora outra espécie semelhante tenha sido encontrada no Tibete, quase não existem informações sobre ela. Embora a M. solifugus consiga sobreviver sob zero grau Celsius, não suporta temperaturas muito abaixo disso.

O predador e a presa

Além de sua incrível energia, a M. solifugus também faz parte de um ecossistema sobre o qual se sabe muito pouco. Essas minhocas vivem com rotíferos, tardígrados, algas, fungos e outras criaturas microscópicas, como explica Scott Hotaling, biólogo da Universidade Estadual de Washington. A M. solifugus também serve de alimento para aves.

Hotaling e seus colegas observaram pelo menos cinco espécies de aves se alimentando da espécie. Os invertebrados são uma fonte vital de alimento em lugares como o Monte Rainier, onde tentilhões os engolem em grandes quantidades e os servem de alimento aos seus filhotes, diz Hotaling.

A presença das aves também pode explicar como esses pequenos anelídeos são capazes de se transportar de uma geleira para outra. Os animais têm diferenças genéticas de acordo com as regiões em que habitam. As espécies de Mesenchytraeus do Alasca provavelmente são diferentes de muitas outras do noroeste do Pacífico, observa Shain.

O trabalho de Hotaling sugere que as Mesenchytraeus podem ser transportadas vivos, se fixando à plumagem ou aos pés das aves, ou talvez algumas sobrevivam à viagem dentro do intestino de uma ave. Uma população de Mesenchytraeus na Ilha de Vancouver, por exemplo, mostra uma relação próxima com uma população no sul do Alasca. Isso sugere que um ou vários podem ter sido transportados para lá por uma ave em um passado recente.

Mas não há mais muito tempo para desvendar os mistérios da M. solifugus. Algumas das geleiras em que já foram encontradas, como as geleiras Lyall e Lewis,  no Parque Nacional North Cascades, em Washington, desapareceram. E há ainda outras geleiras que estão começando a desaparecer. A geleira Nisqually, ao sul do Monte Rainier, outro habitat da M. solifugus, recuou em uma média de aproximadamente 90 centímetros a cada 10 dias entre 2003 e 2015.

A geneticista evolutiva Joanna Kelley e Hotaling estão trabalhando para sequenciar o genoma da M. solifugus, o que se mostrou difícil. A dificuldade se deu, em parte, porque a taxa de melanina em seus organismos é tanta que, ao se fixarem no DNA, interferem na tecnologia de sequenciamento do genoma.

Elas esperam descobrir outros segredos sobre a espécie antes que seja tarde demais. “Sinto que preciso apressar as pesquisas sobre esses animais”, conclui Hotaling.

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