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Como o luar define os ritmos da natureza


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Este artigo é da Hakai Magazine, uma publicação online sobre ciência e sociedade em ecossistemas costeiros. Leia mais histórias como esta em hakaimagazine.com.

Uma noite de novembro de cada ano, sob a lua cheia, mais de 130 espécies de corais aparecem simultaneamente na Grande Barreira de Corais da Austrália. Alguns corais expelem plumas de espermatozóides, ardendo como vulcões submarinos. Outros produzem ovos. Mas a maioria libera ambos os óvulos e espermatozóides, reunidos em pacotes redondos e flutuantes, tão pequenos quanto grãos de pimenta, e corados em tons de rosa, laranja e amarelo.

No início, as parcelas esperam nos lábios dos corais. Então, em impressionante uníssono, numerosos corais perdem suas sementes, que pairam momentaneamente acima de seus pais, preservando a forma do recife em um eco efervescente. Gradualmente, os pacotes se movem para o céu.

A primeira vez que o biólogo marinho Oren Levy testemunhou esse fenômeno, em 2005, ele estava perto da Ilha Heron, na costa leste da Austrália. Peixes, vermes marinhos e vários invertebrados predatórios zuniram através da água, alimentando-se dos confetes de coral, que subiam lentamente do recife em grandes quantidades. "É como se o oceano inteiro acordasse", diz Levy, que agora lidera uma equipe de pesquisa em ecologia marinha na Universidade Bar Ilan, em Israel. "Você pode assistir vídeos, você pode ouvir sobre isso, mas uma vez que você está realmente no meio da maior orgia neste planeta, não há nada como isso."

Os corais continuam a se reproduzir na Grande Barreira de Corais hoje, embora as seções que escaparam às devastações das mudanças climáticas estejam diminuindo rapidamente. Nadando perto da superfície do mar naquela noite memorável, há 12 anos, Levy encontrou densas esteiras rosa de acumular óvulos e espermatozóides. Lá, encharcados ao luar, gametas de diferentes colônias começaram a se fundir e formar larvas de natação livre, que acabariam se instalando no fundo do mar, brotando e construindo novas cidadelas de corais - um processo agora mais vital do que nunca.

A lua não é a única dica ambiental que os corais usam para alcançar a sincronia sexual em uma escala tão grande; a temperatura da água e a duração do dia também são importantes. No entanto, a presença da lua parece ser crucial. Se o céu estiver muito nublado e a lua obscurecida, os corais muitas vezes não aparecerão. Às vezes eles demoram até a próxima lua cheia. No decorrer de seus estudos, Levy e seus colegas revelaram que os corais não apenas têm neurônios sensíveis à luz sintonizados com os comprimentos de onda azuis do luar, mas também têm genes que alteram seu nível de atividade em sincronia com a lua crescente e minguante. reprodução.

Os cientistas sabem há séculos que a lua altera os ecossistemas da Terra através da gravidade. À medida que gira em torno de nosso planeta, distorcendo o espaço-tempo, a lua contribui para uma complexa contorção dos oceanos, produzindo protuberâncias que chamamos de marés. Por sua vez, o casamento diário e a separação da terra e do mar transformam a topografia das casas de numerosas espécies e o acesso que têm à comida, abrigo e uns aos outros.

A lua também estabiliza o clima da Terra. A Terra não tem postura perfeita; é inclinado ao longo de seu eixo polar, circulando o sol em um ângulo de cerca de 23 graus. A lua age como uma âncora, impedindo que a Terra varie sua inclinação axial em mais de um grau ou dois. Sem a lua, nosso planeta provavelmente oscilaria como um dreidel, inclinando-se 10 graus a cada 10.000 anos, e possivelmente oscilando o clima global entre eras glaciais e calor infernal, algo de que nenhuma espécie jamais suportou.

O que está se tornando cada vez mais claro, no entanto, é que a lua também influencia a vida de uma maneira mais surpreendente e sutil: com sua luz. A maioria dos organismos possui uma série de relógios biológicos geneticamente codificados que coordenam a fisiologia interna e antecipam mudanças rítmicas no ambiente. Esses relógios são enrolados por vários sinais ambientais conhecidos como zeitgebers (time givers), como luz e temperatura.

A luz solar é o zeitgeber mais estudado, mas, para muitas criaturas aquáticas, o luar é tão crucial quanto. Nos últimos anos, os cientistas reacenderam uma curiosidade há muito negligenciada sobre o poder da lua de manipular a vida, revivendo estudos sobre os relógios lunares secretos da biologia.

Corais, como esses corais staghorn rasos na Grande Barreira de Corais, são projetados para desovar durante a lua cheia. Corais, como esses corais staghorn rasos na Grande Barreira de Corais, são projetados para desovar durante a lua cheia. (Andre Seale / Alamy)

Na antiguidade, a influência da lua na vida terrena foi intuída - e celebrada. Nossos ancestrais reverenciavam a lua como o igual do sol, uma assinatura dinâmica do tempo e uma potente fonte de fertilidade.

"O tempo foi considerado pela primeira vez pelas lunações, e todas as cerimônias importantes aconteceram em uma certa fase da lua", escreveu o classicista inglês Robert Graves em The Greek Myths . Uma escultura de pedra calcária de 25 mil anos descoberta em um abrigo rochoso na França retrata uma mulher grávida segurando o que parece ser um chifre de bisonte com o swoop de uma lua crescente e 13 pequenos entalhes - um possível hino para os ciclos reprodutivo e lunar. E algumas antigas culturas mesoamericanas pareciam acreditar que a divindade da lua controlava a sexualidade, o crescimento, a chuva e o amadurecimento das plantações.

Em tempos mais recentes, a importância da lua para as criaturas da Terra foi eclipsada pelo grande motor solar da vida. O sol é ardentemente brilhante, palpavelmente quente, ousado e imperdível; nosso companheiro constante para muitas de nossas horas de vigília. A lua é espectral e elusiva; nós geralmente o pegamos em vislumbres, em perfil parcial, uma mancha de branco no escuro ou um parêntese brilhante.

A luz do sol assa o solo, dobra as cabeças das flores, puxa a água dos mares. O luar parece simplesmente descer, dignando-se de nos visitar para a noite. Ainda percebemos o sol como o grande provedor - a fornalha da fotossíntese -, mas a lua se tornou mais como a iluminação do humor para o místico e o oculto; mais um símbolo do mundo espiritual do que do nosso. “Há algo assombrando à luz da lua; tem toda a imparcialidade de uma alma desencarnada e algo de seu mistério inconcebível ”, escreveu Joseph Conrad em Lord Jim . O imenso poder do Sol sobre a Terra e suas criaturas é um fato científico; Dotar a Lua com igual poder é abraçar contos de fadas e histórias de fantasmas.

Talvez com tais preconceitos em mente, os cientistas nas últimas décadas têm se interessado muito mais na relação da vida terrena com o sol do que sua interação potencial com a lua. Essa disparidade se ampliou por volta dos anos 1970 e 1980, com a descoberta de relógios circadianos - redes de genes, proteínas e neurônios sincronizados com o sol - em moscas, roedores e outros animais de laboratório. Mas a própria natureza tem sido muito mais imparcial, especialmente nos oceanos, onde a vida evoluiu pela primeira vez. Numerosas criaturas do mar também se movem no tempo com o pêndulo prateado da noite.

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Muitas vezes, o luar - independente das marés - assinala o início de uma maratona reprodutiva de toda a espécie. Ao sincronizar essas orgias com fases específicas da lua - um dos registros de tempo mais proeminentes e confiáveis ​​da natureza -, os animais aumentam suas chances de encontrar um parceiro e sobrecarregam os predadores oportunistas com seu grande número.

Durante certas fases da lua, os caranguejos Sesarma no Japão coletivamente atravessam as encostas das montanhas em direção aos rios que marem, onde eles liberam seus óvulos e espermatozóides. As migrações anuais dos caranguejos da Ilha Christmas, que se movem em ondas de carmesim da floresta para o mar para acasalar e pôr seus ovos, também parecem estar ligadas à intensidade da mudança do luar. O luar aguça ainda mais a acuidade visual dos caranguejos-ferradura, que vêm à praia em certas noites para acasalar. Da mesma forma, estudos sugerem que o brilho da lua é um dos gatilhos ambientais para desova síncrona em peixes de coelho tropicais. O luar provavelmente aumenta a produção do hormônio gonadotrofina nesses peixes, o que promove a maturação dos gametas.

E2918D.jpg Lulas Bobtail abrigam bactérias bioluminescentes em seus tecidos. Visto de baixo, os cefalópodes brilhantes imitam a lua. (FLPA / Alamy)

Em 2013, a neurobióloga Kristin Tessmar-Raible e seus colegas publicaram algumas das evidências mais convincentes de um relógio lunar molecular em uma criatura do oceano. Eles estudaram o verme de cerdas marinhas Platynereis dumerilii, que parece uma centopéia âmbar com pequenos remos emplumados que percorrem todo o comprimento de seu corpo. Na natureza, o bicho-de-cera vive de algas e pedras, girando tubos de seda como abrigo.

Enquanto lia estudos dos anos 50 e 60, Tessmar-Raible aprendeu que algumas populações de verme selvagem atingem a maturidade sexual máxima logo após a lua nova, nadando até a superfície do oceano e girando em círculos em uma espécie de dançante dança dupcial nupcial. Os estudos sugeriram que os níveis de mudança do luar orquestraram esse ritual de acasalamento. "No começo, eu achei que isso era realmente louco em termos de biologia", diz Tessmar-Raible, que observa que ela cresceu longe do oceano, "mas comecei a conversar com colegas em biologia marinha e percebi que talvez não incomum."

Para aprender mais, Tessmar-Raible e seus colegas mantiveram vermes de cerdas em caixas de plástico, alimentando-os com espinafre e peixe, e simulando ciclos lunares típicos e aberrantes com uma série de lâmpadas padrão e LEDs. Vermes criados em luz perpétua ou em ciclos de dia e noite inteiramente sem lua nunca exibiam ritmos reprodutivos. Mas vermes criados com iluminação noturna periódica sincronizaram seus rituais de desova com as fases de sua lua artificial.

Como sugerido por estudos anteriores, Tessmar-Raible encontrou neurônios sensíveis à luz no prosencéfalo dos vermes. E o sequenciamento genético revelou que o verme das cerdas tem suas próprias versões de genes essenciais do relógio molecular encontrados em insetos e vertebrados terrestres. A conclusão de Tessmar-Raible é que os vermes têm um relógio lunar robusto, análogo ao mais conhecido relógio circadiano sincronizado com o sol. "Este é um oscilador endógeno", diz ela. "Algo no corpo preserva a memória dessas iluminações noturnas."

Em estudos semelhantes, Oren Levy e seus colegas coletaram pedaços de corais vivos do recife de Heron Island e os abrigaram em grandes aquários ao ar livre, alguns dos quais foram expostos ao sol e à luz do luar, alguns sombreados à noite para bloquear o luar e outros sujeitos a dim luz artificial do pôr do sol à meia-noite e, em seguida, mantido no escuro até o nascer do sol. Todos os dias, durante oito dias antes da noite estimada de desova em massa, os pesquisadores coletaram pedaços de corais de diferentes aquários e analisaram a atividade de seus genes.

Os corais em condições naturais surgiram como previsto e expressaram muitos genes apenas durante ou logo antes de liberar seus gametas. Os corais sujeitos à luz artificial e privados do luar apresentavam expressão gênica anômala e não liberavam seus gametas.

Caranguejos em ferradura que desovam perto da ilha do porto pela Lua cheia. Caranguejos em ferradura que desovam perto da ilha do porto pela Lua cheia. (National Geographic Creative / Alamy)

Para outras espécies, a luz da lua é mais importante como uma sugestão de navegação do que como um afrodisíaco.

Migrar chum salmão nadar mais rapidamente e a profundidades mais rasas durante a lua cheia, provavelmente porque eles estão usando sua luz como um lodestar. Os albatrozes e as cagarras muitas vezes voam com mais frequência e por longos períodos sob a lua cheia, talvez porque possam viajar mais longe com maior acuidade visual, ou para evitar os predadores oceânicos à espreita cuja visão é melhorada pela água ao luar. Peixes de coelhos recém-nascidos parecem depender das fases da lua para chegar à segurança: no dia anterior ou durante a lua nova, quando o mar é mais escuro, os peixes-coelhos nascem em mar aberto e migram em massa para os recifes de corais.

Até o plâncton se move de maneira diferente sob a lua. Todos os dias, nos oceanos ao redor do mundo, o plâncton se afunda em profundidades maiores e se eleva novamente à noite, provavelmente evitando a predação e alimentando-se em águas mais rasas sob a cobertura do escuro. Os cientistas ainda não sabem ao certo o que impulsiona esse ritmo diário, mas um relógio bioquímico sincronizado com o sol é uma das principais hipóteses. Durante o inverno ártico, no entanto, a luz solar nunca atinge algumas regiões do oceano. Um estudo recente sugere que o plâncton que vive neste frio crepuscular contínuo se baseia na lua.

Alguns animais não mudam apenas abaixo da lua; eles mudam para a lua. Durante o dia, lulas pequenas - salpicadas, cefalópodes do tamanho de amendoim relacionadas com chocos - enterram-se na areia para descansar e se esconder de predadores. À noite, eles emergem para se alimentar de camarões e vermes. Tendo abandonado o fundo do mar e exposto a um perigo potencial, os minúsculos moluscos escondem-se num tipo de camuflagem completamente diferente.

Lulas Bobtail evoluíram uma das simbioses mais mágicas do planeta. As bactérias bioluminescentes vivem dentro das dobras de um saco compartimentado no manto da lula, gerando uma luz que sai do lado de baixo da lula. Uma lente e um filtro colorido ligados a essa lanterna interna - conhecida como órgão de luz - modulam o brilho microbiano para imitar a luz da lua e das estrelas que se filtram através da água. Desta forma, as lulas bobtail apagam sua própria sombra. Em vez de ver uma silhueta ostensiva em forma de lula, qualquer predador que olhe de cima para baixo vê apenas mais mar ao luar. Várias outras espécies - incluindo peixes de águas profundas, crustáceos e lulas verdadeiras - usam estratégias similares de contra-iluminação.

A lua sempre foi simultaneamente estrangeira e familiar, frustrantemente distante, ainda que provocantemente íntima. É o mundo alienígena mais próximo para nós, tão próximo que o consideramos "nosso" - nosso satélite, sujeito à nossa gravidade. No entanto, durante a maior parte da história humana, a lua era fundamentalmente inacessível, considerada como um disco etéreo além do nosso reino.

A história do nosso relacionamento com a lua é uma história de fechar essa lacuna. Em 30 de novembro de 1609, Galileu olhou para a lua através de seu telescópio e concluiu que sua superfície não era “uniformemente lisa e perfeitamente esférica, como inúmeros filósofos afirmaram sobre ela e outros corpos celestes, mas sim, desiguais, ásperos e cheios de áreas afundadas e elevadas como os vales e montanhas que cobrem a Terra. ”Quase quatro séculos depois, pousamos na Lua e saímos de uma espaçonave em seu terreno acidentado. Agora, qualquer pessoa com acesso à Internet pode explorar um fac-símile virtual da paisagem lunar, cortesia do Google.

Quanto mais aprendemos sobre a Terra e a Lua, mais perto eles parecem. Desde o começo da vida neste planeta, a lua - aquele espelho em loop do sol - sem nunca nos tocar, sem gerar luz ou calor próprio, moldou profundamente os ritmos da Terra e suas formas de vida coletivas. A lua, nossa irmã de prata, estava sempre aqui conosco, inundada em nossos mares, reunida em nossos olhos, escrita no próprio DNA do planeta.

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