segunda-feira, 15 de outubro de 2012

O mexilhão dourado e seu transcriptoma


Há algumas semanas, entre os dias 25 e 30 de setembro, vivi bons momentos entre amigos em um verdadeiro paraíso tropical; a praia pernambucana Porto de Galinhas. Não, não estava lá para tirar as boas e merecidas férias. Mas fui por um outro motivo também fortemente motivador, a ciência; fui participar do XII Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia.

Minha participação envolveu uma breve apresentação do meu próprio trabalho de mestrado. Já expliquei aqui nesse blog brevemente que estou estudando a genética de dois moluscos bivalves, o mexilhão de água doce invasor Limnoperna fortunei e o marinho Perna perna.


Estou montando um perfil transcriptômico para ambas as espécies. Montar um transcriptoma é parecido com montar um genoma, que tenho certeza que você já ouviu falar sobre. A diferença é que um transcriptoma representa apenas uma parte do genoma; a que contém os genes. O genoma inteiro possui várias regiões chamadas não codificantes, que representam um desafio na montagem. Com o transcriptoma, não estamos preocupados com esta parte.

E porque estou fazendo isso? A razão para sequenciarmos e mapearmos os genes para ambas as espécies é diferente entre si. Este post trata das razões pelas quais estou montando o transcriptoma de Limnoperna fortunei, o mexilhão dourado.

Na verdade, muitas pessoas já ouviram falar dele. Este organismo é um invasor asiático, presente em águas sul americanas desde o início da década de 1990. Ninguém sabe ao certo, mas temos boas razões para imaginar que o mexilhão dourado fez sua viagem da Ásia até aqui em água de lastro de algum navio. Em 1991, pesquisadores encontraram os primeiros espécimes no porto de Buenos Aires, na Argentina. E, desde então, ninguém conseguiu impedí-lo de se estabelecer por aqui! Atualmente ele está presente nos maiores rios da América do Sul, como os rios da Prata, Uruguai, Paraguai e Paraná. Também anda infestando o lago Guaíba, no sul do Brasil, e alguns outros rios e lagos da região. A distribuição limite norte do mexilhão dourado é a cidade de Cáceres. Adivinhe? No coração do Pantanal Brasileiro.

Ok. Temos um mexilhão novo em nossas águas. E daí?

Vários 'daís'. Dentre as diferentes características biológicas que este mexilhão possui e que facilitam seu sucesso como invasor, uma bastante marcante é a capacidade de produzir densas populações. Quando esta espécie foi encontrada pela primeira vez na Argentina, em 1991, a densidade da população era de 5 organismos / m2. Em 2002, este número chegou a 150 mil organismos / m2. É, é muito mexilhão junto! 

E este é um dos motivos que tem dado dor de cabeça às companhias de abastecimento de água e usinas hidrelétricas. A larva de L. fortunei é planctônica (e por isso, muito pequena!!). Através delas ele consegue ultrapassar filtros e grades desses estabelecimentos e acaba se alojando em localidades onde o impacto da água não é tão severo. No caso das usinas hidroelétricas, são os trocadores de calor. Uma vez lá, eles começam a crescer sem parar, resultando nisso!



O que você vê aí é uma turbina de usina hidrelétrica infestada de mexilhões dourados! Já pensou? Pois é, com essa dispersão toda pela América do Sul, o mexilhão já chegou em grandes usinas como Itaipu, e à sistemas de várias companhias de abastecimento de água da Argentina. Os gastos econômicos que ele tem causado não têm sido desprezíveis!

Mas se um mexilhãozinho como este tem a capacidade de se reproduzir desta forma empatando o trabalho das usinas, já pensou o que ele pode fazer ao meio ambiente? Pense, uma vez introduzido em novas águas, ele rapidamente começa a se reproduzir, aderindo em qualquer superfície que 'vê' pela frente. Vários cientistas tem prestado atenção nele, e muitas mudanças nos ecossistemas onde ele se insere já foram noticiadas. O mexilhão dourado é considerado um engenheiro de ecossistemas. Isso significa que ele modifica os ambientes onde vive. Aqui nas águas sul americanas, suas densas populações têm diminuído os números de algumas populações artrópodes, uma vez que o mexilhão literalmente cresce em cima destes e os mata por asfixia. Por outro lado, sua farta presença tem aumentado substancialmente a população de certos peixes, uma vez que ele se tornou um novo, suculento e disponibilíssimo menu alimentar!

Não quero me alongar muito, porque sei que você tem outras coisas para ler/fazer, mas uma coisa preciso afirmar: todos os estudos considerando o mexilhão dourado um engenheiro de ecossistemas e analisando as modificações que ele tem causado em seu caminho de invasão confirmam; a presença de tal molusco diminui a biodiversidade das áreas invadidas. E você quer saber de uma coisa? A partir de Cáceres, seu ponto final de distribuição até então, ele só tem que percorrer em torno de 150 km até chegar ao rio Téles Pires, que por sua vez, se encontra com o Rio Tapajós, já pertencente a Bacia Amazônica. Isso. Ele está a 'um pulinho' de invadir águas amazônicas, águas essas que guardam a maior biodiversidade aquática do mundo. Do mundo inteiro!

E por essa razão, chegamos ao motivo do meu mestrado. Minha intenção, montando o quebra cabeça dos genes desta espécie, é entender melhor a biologia do mexilhão dourado. O que ele tem que o faz capaz de se estabelecer em rios tão distantes uns dos outros? Como é possível que ele tenha sobrevivido todo o caminho da Ásia até aqui? E que história é essa de sair se fixando em tudo quanto é superfície e criando aquelas populações imensas?

Se acharmos respostas para algumas dessas questões, é possível que encontremos a maneira de conter esta invasão.

Um estudo de montagem de quebra cabeças deste tipo já mostrou que os genomas e transcriptomas tem muito a acrescentar em lutas como esta. Recentemente foi publicado na Nature, revista científica de alta relevância, o genoma da ostra-do-pacífico, de nome científico Cassostrea gigas. Este outro molusco bivalve, parente do mexilhão dourado, também se adapta bem a diferentes ambientes aquáticos. Uma das características mais marcantes é sua resistência a longos períodos desabrigado da água, devido às marés. Pois bem, os cientistas chineses estudando este animal já notaram que ele possui uma grande quantidade de proteínas de choque térmico, proteínas estas responsáveis por manter o metabolismo do organismo saudável em situações de estresse. Repare, enquanto os seres humanos possuem apenas 17 dessas proteínas, esses bivalves possuem 39.

Interessante, não? E é este tipo de investigação que eu e meu grupo de trabalho, na Universidade Federal do Rio de Janeiro, estamos fazendo também para o mexilhão dourado. Qual tipo de proteínas ele possui que podem estar ajudando nesta atividade invasora? E melhor, quais dessas proteínas, essenciais para sua vida, podem ser alvos de estratégias de controle dessa invasão?

Estamos em reta final na busca por respostas à essas perguntas. Além disso, gostaria de dedicar três linhas deste post à prosear sobre a maravilha da biologia destes bivalves. Animais tão simples como a ostra-do-pacífico e o mexilhão dourado capazes de tanto! A ostra, que comemos rotineiramente e nem se quer a admiramos um minuto por poder passar tanto tempo fora da água (Quanto tempo mesmo que os seres humanos conseguem ficar sem respirar? 5 minutos, no máximo?). E o mexilhão dourado, desbravando águas nunca antes exploradas com tanto sucesso! 

Já chegamos a lua, mas sabemos tão pouco sobre organismos que estão tão intimamente relacionados conosco em nosso dia-a-dia! Neste momento, pelo menos, nossos cientistas e nossa bela ciência precisam ter humildade suficiente e admitir com entusiamo: temos muito ainda o que aprender!




3 comentários :

  1. Perna perna!!! Perna perna!!

    parabéns pelo blog Marcela! realmente escrever para a comunidade científica é mais fácil que escrever para o público em geral kkkkk

    o trasncriptoma é uma parte importante do processo para conhecermos melhor esses organismos aquáticos, mas a falta de conhecimento, ou de divulgação dele fora dos artigos ciientíficos, ainda é imensa para invertebrados marinhos. O dia que eu puder ir na biblioteca da Universidade e encontrar um livro de toxicologia aquática, ou de fisiologia de invertebrados marinhos, ou de ecotoxicologia, ou de biologica celular e imunologia de organismos aquáticos, bioquímica aplicada à invertebrados, como se fosse algo trivial assim como é para estudar mamíferos, aí sim poderemos dizer que esses animais são estudados como organismos modelo

    transcriptoma, genomica, metabolômica, protêomica (seja para ver somente as proteínas, ou sua fosforilações, oxidações etc)...ainda são muitas coisas para fazer, apenas para tentar responder as atuais perguntas que temos, agora imagine as novas perguntas que irão surgir à partir desses novos trabalhos

    falta um texto sobre o Perna perna, quero ver como você vai vender a idéia de um transcriptoma dele kkkkkk

    Bjs, Trevisan

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  2. Como leigo no assunto não posso me aprofundar em questões mais técnicas, mas pude perceber o quão é importante poder controlar a proliferação desenfreada dos mexilhões, principalmente para evitar um estrago quanto a biodiversidade aquática da Bacia Amazônica e por consequência do mundo. Você e sua equipe certamente acharão um caminho adequado para controlar melhor a situação.Parabéns!!!
    Bjs. do Rô.

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  3. o mundo é um lugar interessante. cada um no seu quadrado e plim! a máquina funciona! (ou pelo menos poderia funcionar melhor.)
    e aqui se vê claramente que tens muito talento pra estares no teu quadradão :) beijão, Mah!

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