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Os invencíveis tardígrados!

                           

          Apesar de parecerem mais alienígenas do que animais terrestres, os tardígrados são frutos da Terra, e são, provavelmente, os seres mais fascinantes e resistentes do planeta! Eles são capazes de sobreviverem por décadas sem comida ou água, enfrentarem numa boa temperaturas próximas do zero absoluto até bem acima do ponto de ebulição da água, resistirem a pressões variando do quase zero até muito acima daquelas encontradas no solo oceânicos e sobreviverem à exposição direta de perigosas radiações!

          Não passando dos 1,5 milímetros e englobando cerca de 1000 espécies, estes animais suportam os extremos ambientais que não poderiam nem ser sonhados pelos outros. Mas qual o segredo desses minúsculos animais que os tornam tão poderosos e únicos no ecossistema terrestre?

Microscopia eletrônica de um tardígrado

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   TARDÍGRADOS INVENCÍVEIS

          Tardígrados são seres microscópicos - com dimensões típicas de  0, 05 a 1, 25 mm - com uma distribuição ao redor de todo o mundo, cobrindo ambientes marinhos, de água doce, lagos diversos e até mesmo terrestres (especialmente entre musgos). Eles são membros do superfilo Ecdysozoa, e passam por uma muda durante o crescimento pré-adulto e adulto. Fazem parte da Panartropoda, e atualmente são considerados como um filo irmão ao Onychophora (vermes-aveludados) e ao Arthropoda. São conhecidos popularmente como ´Ursos-Aquáticos´ e possuem corpos bem distintos com quatro pares de "pernas". Os tardígrados foram primeiro descritos pelo padre e zoologista Alemão Johann Goeze, em 1773.

           O primeiro segmento do corpo dos tardígrados contém uma abertura bucal, pontos visuais e órgãos sensoriais adicionais. Do segundo ao quarto segmento, cada um deles carrega um par de pernas laterais ao ventre, e com o par do quinto segmento possuindo uma orientação posteroventral. Cada perna termina em 4-13 garras ou discos de sucção. O corpo dos tardígrados é coberto em uma cutícula quitinosa, a qual é periodicamente descamada e trocada. Possuem uma variedade de cores, dependendo dos pigmentos na cutícula ou materiais dissolvidos nos fluídos corporais ou no conteúdo intestinal.

Os tardígrados apresentam diversos cores e características únicas

           Todos os tardígrados necessitam de água ao seu redor para crescerem e se reproduzirem, mas algumas espécies - tipicamente aquelas vivendo em ambientes terrestres de lagos - possuem a habilidade de tolerar a quase total desidratação, e é daqui que vem grande parte da fama de superpoderosos desses animais - ou melhor, de boa parte dos seus representantes terrestres. Quando passam pela desidratação extrema, os tardígrados mais tolerantes perdem água corporal e entram em um estado contraído e desidratado conhecido como anidrobiose, o qual é um estado ametabólico reversível. Nesse estado desidratado, os tardígrados suportam uma ampla variedade de extremos físicos que normalmente significariam a rápida morte da maior parte dos organismos.

         Começando pela radiação, os tardígrados - englobando em específico as espécies Richtersius coronifer, Ramazzottius oberhauseri e Echiniscus testudo - podem sobreviver à dosagens letais de raios-x e partículas alfas (radiações ionizantes) sem nenhum problema. Para se ter uma ideia, essas doses podem ultrapassar os 5 kGy e alcançar os 8 kGy de partículas 4He, e onde humanos já começam a ter uma taxa de 50% de mortalidade em apenas 4 Gy.  Em testes feitos no espaço, eles sobreviveram vários dias no completo vácuo, em pressões quase nulas e sem ar, sendo atacados violentamente por radiações mortais vindos do Sol, e sem nenhuma atmosfera de proteção. Em outro extremo, em altíssimas pressões, eles foram capazes de suportar 600 MPa de pressão, algo que não é encontrado nem nos mais profundo oceano e onde nem as mais resistentes bactérias conseguem passar vivas dos 300 MPa.

         Agora indo para territórios quentes, os tardígrados saem saudáveis de um aquecimento bem próximo de 100°C, uma temperatura que significa grandes danos no DNA e nas proteínas da maioria dos outros animais! E, novamente, indo para outro extremo, eles resistem à temperaturas beirando o zero absoluto (273,15°C negativos!)! Em experimentos feitos em laboratório, eles conseguiam sobreviver horas e horas submersos em hélio líquido à 272°C negativos, e serem ressuscitados depois de serem retirados de lá!
       
           Mas o mais impressionante das variedades terrestres é capacidade desses animais resistirem ao estado de seca absoluta a partir da criptobiose. Quando estão sem água disponível, eles se encolhem todo, abaixam seu metabolismo para apenas 0,01% do normal (!) e podem passar anos nesse estado de quase morte, para depois saírem andando felizes quando qualquer gota de água aterrisse sobre eles, em questão de apenas minutos! Além disso, conseguem sobreviver até mesmo depois de 6 ciclos repetidos de extrema dessecação. Quem primeiro descobriu que os tardígrados podiam ser revividos após uma praticamente completa dessecação com a adição de água foi o biologista Italiano Lazzaro Spallanzani. Aliás, foi Spallanzani que deu o nome de ´Tardigrada´ para esses animais, significando ´movimentação lenta´.


   MECANISMOS DE RESISTÊNCIA

          Os mecanismos adaptativos encontrados no corpo do tardígrados ainda não são totalmente conhecidos, e existe debates se a resistência deles vêm mais de reparações ou de proteções celulares. Mas uma coisa é certa: eles estão aí há mais de 600 milhões de anos e vão continuar ainda muito mais.

         Um estudo de 2016 (Ref.5), analisando uma das mais resistentes espécies de tardígrados, o Ramazzottius varieornatus, encontrou a produção de uma proteína única desse animal - Dsup - é capaz de suprimir em grande intensidade os danos causados por radiação raio-X no seu DNA. Aliás, quando a parte dos seu material genético relacionado a essa proteína era colocado no material genético de células humanas, estas passavam a ter os danos de raios-X reduzidos em 40%! Além de decifrar a base de um dos mecanismos de defesa desses animais, tal descoberta pode levar a tratamentos futuros que permitam que humanos sejam mais tolerantes às radiações mais energéticas.

           Em termos da extrema desidratação, um estudo publicado este ano (Ref.6), mostrou que proteínas intrínsecas de desordem específicas (TDPs, na sigla em inglês) são essenciais para permitir essa grande tolerância à perda de água. De fato, os pesquisadores comprovaram que os genes relativos ao TDP são expressos em altos níveis ou induzidos durante dessecação em várias espécies de tardígrados. Nesse sentido, as TDPs formam sólidos amorfos não-cristalinos sob dessecação, sendo importantes nesse estado para sua tarefa protetora.   

       Além disso, mesmo não estando no estado desidratado e contraído, muitos tardígrados ativos conseguem ser bastante tolerantes com estresses ambientais, lidando bem altos níveis de radiação ionizante, grandes flutuações na salinidade externa e evitando congelamento em temperaturas abaixo de 20°C negativos. Provavelmente os principais fatores de proteção nesse caso estejam estruturados em eficientes mecanismos de reparação do DNA e de osmorregulação. Aliás, resultados publicados em 2009 de uma pesquisa durante uma missão espacial envolvendo vários testes com a espécie Macrobiotus richtersi submetidas à microgravidade e radiação (Ref.7), mostraram que houve normal acasalamento e deposição de ovos pelas fêmeas nas condições espaciais, sendo que vários ovos eclodiram e os filhotes exibiram normal comportamento e morfologia.

Aqui, temos uma micrografia eletrônica e colorida de um tardígrado de 1 milímetro de comprimento andando sobre um musgo. De forma incrível, espécies ativas já mostraram taxas de sobrevivência de 50% após o congelamento de -195,8°C, com um resfriamento de 180-240°C/min.

          Existe também um grande conflito em anos recentes sobre se o mecanismo de Transferência Horizontal de Genes (THG) pode ser um dos grandes responsáveis pelo resultado evolucionário final dos tardígrados. Porém, enquanto alguns estudos mostram massivas transferências genéticas dessa natureza, outros questionam tais achados, colocando a culpa em prováveis contaminações. (Para saber mais sobre o THG, acesse o artigo: A Evolução Biológica é um FATO)

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    CONCLUSÃO

          Se você estava com dúvidas quanto a quem coroar com o título de animal mais parrudo do planeta, são poucas as chances de erro se você apostar todas as suas fichas nos tardígrados. Estudos com o DNA desses fantásticos seres ainda renderão muitos avanços no futuro, especialmente no campo evolucionário e da medicina. Não surpreende que possam ser encontrados em praticamente todos os lugares da Terra e estarem bem adaptados ao extremos da região Ártica (principalmente com a ajuda da criptobiose).


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. https://www.eje.cz/pdfs/eje/1996/03/07.pdf 
  2. https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2015/12/01/033464.full.pdf 
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21251237  
  4. https://apod.nasa.gov/apod/ap130306.html
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28306513 
  6. https://www.nature.com/articles/ncomms12808
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19663764
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27828978
  9. https://australianmuseum.net.au/uploads/journals/17856/1276_complete.pdf
  10. http://snm.ku.dk/SNMnyheder/alle_nyheder/2008/2008.11/241108_videnskabsgalla/masterthesis-dennispersson.pdf
  11. http://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(02)00959-4.pdf