Toda primavera, o camarão jovem no Mar Mediterrâneo se transforma de macho para fêmea - uma etapa importante em seu desenvolvimento reprodutivo. Essa mudança acontece devido à abundância de um certo tipo de microalga que os camarões de tonalidade verde neon ocasionalmente contam para a sobrevivência de suas espécies. No entanto, à medida que a acidificação do oceano se intensifica, pode alterar a composição química das microalgas, potencialmente diminuindo o progresso reprodutivo do camarão e ameaçando sua existência, informam pesquisadores nesta semana no programa PLoS ONE .
O camarão, Hippolyte inermis Leach, janta em um tipo específico de microalga chamada Cocconeis scutellum parva, que floresce nos prados de ervas marinhas do Mar Mediterrâneo, incluindo as fontes acidificadas na baía de Nápoles. Comer a microalga regula o ciclo reprodutivo do camarão.
Os cientistas ficaram fascinados com o desenvolvimento sexual desses estranhos camarões por anos. Embora Hippolyte inermis seja considerado um hermafrodita como muitos outros crustáceos, é incomum que ele transite rapidamente de macho para fêmea sem nunca passar por um estágio intermediário com atributos de ambos. Este sistema de reversão sexual tem duas estações reprodutivas distintas. Durante o outono, quando as microalgas Cocconeis são escassas, a maioria dos camarões recém-nascidos nasce macho. Depois da primavera, suas gônadas masculinas envelhecem e caem em uma única muda e um ovário se desenvolve.
Mas os camarões mais jovens que nascem na primavera quando as microalgas são abundantes podem se desenvolver imediatamente nas fêmeas, passando por uma reversão sexual ainda mais rápida. Estudos anteriores mostraram que Cocconeis é responsável por essa mudança rápida. Ao liberar um composto ainda desconhecido quando ingerido, o Cocconeis mata as células da glândula masculina do camarão, fazendo com que ele se transforme prematuramente. Esse interruptor da primavera ajuda a restaurar o equilíbrio depois que a população sofre um impacto no inverno, quando predadores, como escorpiões negros, devoram o camarão.
O principal autor do estudo, Mirko Mutalipassi, um biotecnólogo marinho da Stazione Zoologica Anton Dohrn em Nápoles, enfatiza que a dependência do camarão das microalgas é tão forte que o crescimento populacional se sincroniza com a proliferação de microalgas.
"É muito importante para esses camarões", diz Mutalipassi. “Este é o fator estabilizador para a população natural, porque permite que o camarão produza muitos ovos e evite ser eliminado devido à predação.”
A presença de uma relação planta-animal tão forte em condições ácidas inspirou Mutalipassi a usá-la como uma ferramenta para estudar como o aumento da acidificação oceânica impactará esse ecossistema. "Estou realmente fascinado pela coevolução, tanto do ponto de vista fisiológico quanto do ponto de vista molecular", diz ele. “É uma maneira muito interessante de ver como dois organismos interagem entre si. É também um bom modelo para estudar o efeito das mudanças globais nas microalgas e invertebrados. ”
Mutalipassi e seus co-autores Valerio Zupo e Valerio Mazzella, ambos pesquisadores da Stazione Zoologica, usaram a população de camarão como uma sonda para ver o que acontece com a composição química das microalgas à medida que o oceano se torna mais ácido. A equipe de pesquisa desenvolveu o Cocconeis em dois níveis diferentes de acidez: um nas condições atuais e outro baseado no aumento previsto da acidez oceânica no próximo século, à medida que os níveis de dióxido de carbono aumentam. Depois, eles alimentaram um dos dois grupos de microalgas e observaram se eles tinham diferentes números de fêmeas, o que indicaria uma mudança no composto da microalga que impulsiona o desenvolvimento dos camarões.
Os resultados da equipe foram surpreendentes. Ao contrário de algumas outras microalgas que não conseguiram prosperar sob altos níveis de CO 2, Cocconeis floresceu, crescendo quatro vezes mais células em condições acidificadas. Este aumento no crescimento implica que as microalgas poderiam ter uma vantagem competitiva em oceanos acidificados do futuro.
Em contraste, os camarões que foram alimentados com microalgas cultivadas em níveis mais altos de acidificação da água terminaram com cerca de metade das fêmeas que os camarões que foram alimentados com as microalgas normais. Uma diferença tão drástica sugere que o composto químico que destrói as glândulas sexuais masculinas do camarão pode ser alterado pelas condições acidificadas, produzindo menos fêmeas. Em outras palavras, Cocconeis prospera, mas o camarão sofre.
"Este trabalho é um exemplo interessante de pesquisadores que vão além de algumas das questões básicas de sobrevivência e crescimento de um único organismo para também examinar as relações entre as espécies", diz a bióloga marinha Kaitlyn Lowder, do Instituto de Oceanografia Scripps da Universidade da Califórnia em San Diego. em um email. “Para entender melhor como serão nossos ecossistemas marinhos no futuro, é extremamente importante observar a interação entre os níveis tróficos, o que pode ser difícil de fazer em um ambiente de laboratório.”
Mudanças aparentemente sutis como essas que poderiam desencadear efeitos de dominó em um ecossistema são emblemáticas do impacto da mudança climática. Como a acidificação do oceano continua a perturbar as condições da água do mar, os pesquisadores estão se esforçando para aprender como essas mudanças podem influenciar até mesmo as menores formas de vida em nosso planeta.
Lowder, que não esteve envolvido neste estudo, argumenta que estudar mudanças nos comportamentos dos organismos é crucial para ganhar consciência sobre o ambiente em mudança. "É somente seguindo essas questões sobre a transição sexual do camarão ... que nós, cientistas, podemos ter uma idéia melhor do que nossos oceanos podem parecer no futuro", diz ela. “E, mais importante, [podemos] ter mais histórias sobre os impactos potenciais da acidificação dos oceanos para aumentar a preocupação pública sobre essa mudança em curso nos nossos oceanos.”
Mutalipassi mantém visões semelhantes, argumentando que o composto químico é realmente um "infoquímico" para o meio ambiente - uma versão subaquática de um canário em uma mina de carvão.
"Agora sabemos que a acidificação do oceano pode interromper um relacionamento ecológico delicado que evoluiu ao longo de um milhão de anos", diz Mutalipassi. "Isso significa que temos consequências idiossincráticas com as mudanças que estamos fazendo em nosso mundo".
Ele também aponta que a relação microalga-camarão é apenas uma das muitas que poderiam ser afetadas. "O impacto da acidificação dos oceanos é maior do que o que vemos no estudo", diz ele. "Estamos apenas olhando para um pequeno pedaço do quebra-cabeça."
