Pálido, encolhido e cego, o caverna da Somália vive uma vida tranquila nas águas mais famintas do mundo. Com sua palidez medonha e sem olhos para falar, esses peixes pastosos não parecem ter muito em comum com os mamíferos, mas há muito mais no humilde caverna do que os olhos.
Os cientistas relataram na revista Current Biology que os peixes das cavernas poderiam lançar alguma luz sobre um misterioso capítulo da evolução dos mamíferos: a perda do reparo de DNA movido a energia solar. A maioria dos organismos tem mecanismos para reparar suas próprias moléculas de DNA ativadas pela luz solar, mas os mamíferos perderam a característica em algum lugar ao longo do caminho - e o mesmo ocorreu com os cavernas da Somália.
Como o manual de instruções para a vida, o DNA é um bem precioso. Danos contínuos a este código vital contribuem para o envelhecimento e aumento da suscetibilidade ao câncer. Infelizmente, o processo de copiar e ler o DNA pode ser cheio de erros, e o ambiente ao nosso redor é repleto de perigos, que vão desde substâncias químicas nocivas até raios de luz ultravioleta capazes de alterar seqüências genéticas.
Mas, graças a um conjunto de máquinas celulares capazes de reparar o DNA comprometido, a maioria desses acidentes genéticos é retificada sem conseqüência. Entre essas capacidades cruciais de reparo está o sistema de fotorreativação, que usa uma enzima movida a energia solar chamada fotoliase para corrigir erros no DNA causados pela exposição à radiação UV. Esse mecanismo de defesa inteligente significa que o mesmo perigo que danifica o DNA - a luz solar - também aciona um sistema de reparo do código genético.
Mamíferos e cavernas são bem diferentes, mas ambos se adaptaram à vida no escuro. Muitos mamíferos noturnos, como este gato, têm uma camada de tecido no olho que melhora a visão noturna e faz com que seus olhos pareçam "brilhantes". (Thomas Euler / flickr) Enquanto a fotorreativação é difundida através da árvore da vida, é completamente ausente nos mamíferos. E por muito tempo pensamos que estávamos sozinhos. Mas os cientistas começaram a descobrir um punhado de espécies de fungos e nematóides (e algumas populações selecionadas de crustáceos cavados) que também perderam suas capacidades de reparo de DNA movidas a energia solar. A mais nova adição ao grupo das cavernas das trevas, os cavernas da Somália, pode ser o primeiro vertebrado não-mamífero a ter passado por um passo similar na história evolucionária.
“[Fotorreativação] é um sistema que é tão conservado, desde bactérias até plantas e muitos animais”, diz Nicholas Foulkes, biólogo do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, na Alemanha. "Quando você vê a perda da função, é profundo."
Então, como pode um caverna se assemelhar a um mamífero? A resposta, ao que parece, nos mantém literalmente no escuro. Nossos ancestrais mamíferos desfrutaram de um estilo de vida altamente noturno, diz o biólogo evolucionista Roi Maor, da University College London. Centenas de milhões de anos atrás, nossos antepassados animais de sangue quente podem ter se escondido durante o dia para evitar serem devorados por dinossauros amantes do sol.
Essa natureza noturna pode ter ativado um princípio de “use ou perca” em nossa evolução. Características de Sunnier (como a fotorreativação movida a energia solar) poderiam ter sido descartadas devido a cerca de 100 milhões de anos de desuso, diz Maor. Essas perdas genéticas persistiram até os tempos modernos, mesmo depois que os mamíferos começaram a se aventurar de volta à luz do dia.
O grupo de pesquisa de Foulkes, incluindo o principal autor do estudo Haiyu Zhao, começou a estudar o reparo de DNA em outros animais noturnos para aprender mais sobre a perda dos mecanismos de fotorreativação. O caverna da Somália ( Phreatichthys andruzzii ), com sua aversão à luz solar, era uma criatura perfeita para ser examinada.
Primeiro, porém, os pesquisadores precisavam de um ponto de comparação. Para isso, eles escolheram outro peixe de água doce como uma folha: o zebrafish, um alimento bem estudado em muitos laboratórios biológicos. Como a maioria dos outros animais, os genomas do peixe-zebra codificam o sistema de fotorreativação ativado pela luz solar, permitindo que eles sobrevivam à exposição a altas doses de radiação UV em ambientes bem iluminados. Mas o zebrafish ultravioleta preso na escuridão total é mais sensível às repercussões do dano ao DNA.
Por outro lado, quando os pesquisadores conduziram esses mesmos experimentos em cavernas da Somália, os peixes eram hipersensíveis aos raios UV. Na natureza, a espécie vive em completo isolamento da luz solar, e expor o peixe a condições que imitam a luz solar não os ajuda a sobreviver à radiação UV.
Estes cavefish cegos somalianos são realmente muito fáceis para os olhos ... mesmo que eles próprios não tenham. (Luca Scapoli / Universidade de Ferrara) Ao investigar os genomas dos peixes, os pesquisadores descobriram que o peixe-zebra fabrica três fotoliagens restauradoras que se ativam na presença da luz solar, enquanto os cavernas da Somália codificam apenas um sistema quebrado. Após um exame mais aprofundado, os pesquisadores foram capazes de determinar as diferenças na expressão da fotoliase controlada pelo peixe-zebra e caverna.
Na presença de luz, uma “chave” molecular nas células do peixe-zebra é guiada para uma “fechadura” genética, que é liberada para ativar os mecanismos de reparo do DNA. O curioso, por incrível que pareça, parecia ter fechaduras intactas, prontas para liberar a expressão da fotoliase - mas as teclas parecem ter se perdido no tempo. A equipe de Foulkes está atualmente procurando por chaves danificadas ou perdidas no genoma da caverna.
"É como se a evolução fosse flagrada no ato", diz Foulkes. "Você pode ver o processo pelo qual o sistema de reparo está sendo perdido."
Mais de 200 espécies de cavernas povoam a Terra, mas este espécime da Somália é o primeiro a ter perdido o sistema de fotorreativação. Mesmo entre os peixes das cavernas, no entanto, P. andruzzii é um extremista, tendo passado os últimos 3 milhões ou mais anos fora do sol. Na eterna escuridão das cavernas submarinas, é do interesse do nadador conservar energia para o longo caminho a seguir - de acordo com Foulkes, esses peixes podem viver mais de cinquenta anos - o que significa livrar-se de qualquer bagagem genética desnecessária.
Embora os mamíferos não compartilhem o estilo de vida dos peixes das cavernas, essas perdas genéticas podem revelar as trajetórias evolutivas obscuras que as espécies divergentes compartilham. Em vez de desenvolver um traço útil sob pressão ambiental, as criaturas parecem ter abandonado um sistema que não era mais útil, diz Silvia Fuselli, especialista em cavernas da Universidade de Ferrara, na Itália.
“Talvez esses peixes estejam reproduzindo algo que aconteceu em nossos ancestrais há milhões de anos”, diz Foulkes.
Dado que algumas espécies que se esquivam do sol provavelmente ainda estão iludindo com êxito a descoberta humana nas cavernas cavernosas da Terra e nas trincheiras do fundo do mar, provavelmente não encontramos as últimas criaturas que eliminaram a fotorreativação. "Está aparecendo nesses peixes, nos fungos, nos crustáceos ... vai ser algo que as pessoas encontram constantemente", diz David Carlini, biólogo da American University que estuda crustáceos de água doce em cavernas.
E, até onde sabemos, P. andruzzii ainda é bastante singular entre a maioria de seus irmãos que detestam a luz. Até que mais espécies que preferem a escuridão possam ser estudadas, o caverna da Somália pode ser a luz guia para resolver o mistério de como nós, mamíferos, perdemos nossa capacidade de curar ao sol.
