Arquivo do mês: fevereiro 2018

Sexta Selvagem: Salvínia-Gigante

por Piter Kehoma Boll

Vamos sair do mar essa semana, mas ainda permanecer na água para lhes trazer uma samambaia peculiar. Comumente conhecida como salvínia-gigante ou musgo-d’água-gigante, seu nome científico é Salvinia molesta e ela vem do sudeste do Brasil.

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Frondes de Salvinia molesta crescendo no Havaí. Foto de Forrest & Kim Starr.*

A salvínia-gigante é uma samambaia aquática que flutua na superfície da água e possui uma anatomia peculiar. Ela não possui raízes e produz folhas em conjuntos de três. Duas delas ficam na superfície da água, lado a lado, e a terceira é submersa, agindo como uma raiz modificada. A lado superior da superfície das folhas (que são anatomicamente seus lados inferiores) possui muitos pequenos pelos que as tornam uma superfície à prova d’água e o lado de baixo possui pelos muito longos que se parecem com raízes.

Preferindo águas lentas ou paradas, a salvínia-gigante cresce muito rápido em condições ideais e se tornou uma espécie invasora em várias partes do mundo. Ela foi exportada do Brasil para ser usada em aquários e lagos em jardins e acabou nos ambientes naturais. Enquanto se espalha, a salvínia-gigante pode cobrir toda a superfície de corpos d’água, bloqueando a luz para outras plantas e algas, o que diminui a fotossíntese e reduz a quantidade de oxigênio na água. Adicionalmente, ela pode entupir condutos de água, bloqueando o fluxo natural e artificial da água.

O problema causado pela salvínia gigante em áreas onde se tornou invasora levou ao desenvolvimento de métodos de controle. Um dos mais simples é simplesmente remover as plantas mecanicamente, mas isso é difícil em áreas com grandes infestações, visto que mesmo pequenas populações remanescentes podem se recuperar depressa. Outra alternativa é o uso de controle biológico usando Cyrtobagus salviniae, um gorgulho minúsculo que se alimenta da salvínia-gigante em seu ambiente natural.

Nem tudo sobre a salvínia-gigante é ruim na verdade. Sua anatomia foliar peculiar levou à descoberta do que foi apropriadamente chamado de “efeito salvínia”, um fenômeno pelo qual uma cama de ar se torna estável sobre uma superfície submersa, como nas folhas de espécies de Salvinia. Pelo desenvolvimento de estruturas artificiais que fazem uso desse fenômeno, é possível produzir equipamentos que se movem suavemente na água, como navios com fricção reduzida.

Um estudo consideravelmente recente também descobriu que alguns compostos extraídos da salvínia-gigante são eficientes no controle de células tumorais humanas.

Nossa relação com essa planta peculiar é portanto de amor e ódio.

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Referências:

Coetzee, J. A.; Hill, M. P.; Byrne, M. J.; Bownes, A. (2011) A Review of the Biological Control Programmes on Eichhornia crassipes (C.Mart.) Solms (Pontederiaceae),Salvinia molesta D.S.Mitch. (Salviniaceae), Pistia stratiotes L. (Araceae), Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. (Haloragaceae) and Azolla filiculoides Lam. (Azollaceae) in South Africa. African Entomology 19: 451-468.

Li, S.; Wang, P.; Deng, G.;  Yuan, W.; Su, Z. (2013)  Cytotoxic compounds from invasive giant salvinia (Salvinia molesta) against human tumor cells. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 23(24): 6682-6687.

Wikipedia. Salvinia molesta. Disponível em < https://en.wikipedia.org/wiki/Salvinia_molesta >. Acesso em 21 de fevereiro de 2018.

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Arquivado em Botânica, Sexta Selvagem

Sexta Selvagem: Polvo-azul-anelado-maior

por Piter Kehoma Boll

Águas tropicais estão sempre transbordando de diversidade, portanto é difícil ficar longe delas. A Sexta Selvagem de hoje traz mais uma criatura das águas oceânicas tropicais, mais precisamente das águas indo-pacíficas. Sendo encontrado do Sri Lanka até as Filipinas, o Japão e a Austrália, nosso camarada de hoje é chamado Hapalochlaena lunulata e popularmente conhecido como o polvo-azul-anelado-maior.

Esse polvo adorável é muito pequeno, medindo apenas 10 cm, incluindo os braços. Ele, no entanto, chama a atenção facilmente porque seu corpo de cor esbranquiçada a amarelo-escura é coberto por cerca de 60 anéis que apresentam uma bela cor azul-elétrica com um contorno preto. Como na maioria dos polvos, a cor pode mudar de acordo com as necessidades do animal de forma a torná-lo mais ou menos visível.

Um espécime do polvo-azul-anelado-maior na Indonésia. Foto de Jens Petersen.*

Esse adorável padrão de coloração, que pode parecer atraente para nós, humanos, é, no entanto, um sinal de advertência. O polvo-azul-anelado-maior é uma criatura peçonhenta e pode até mesmo matar um ser humano caso se sinta ameaçado. Como outros polvos, ele é um predador e se alimenta principalmente de crustáceos e bivalves e os imobiliza om uma toxina antes do consumo. Essa, porém, é uma toxina fraca. O perigo real está em seu comportamento defensivo.

Quando ameaçado, o polvo-azul-anelado-maior geralmente começa com uma sinalização de alerta onde dispara seus anéis em cores fortes. Se isso não for o suficiente para fazer a criatura que o ameaça recuar, ele ataca e morde seu molestador. A mordida geralmente é indolor, mas mortal. O veneno injetado não é nada mais nada menos que a infame tetrodotoxina, a mesma coisa que faz o baiacu um alimento perigoso. Como você talvez saiba, a tetrodotoxina é uma neurotoxina potente que mata entre alguns minutos a algumas horas ao bloquear o potencial de ação nas células, levando à paralisia e morte por asfixia. No polvo-azul-anelado-maior, a tetrodotoxina é produzida por bactérias que vivem em suas glândulas salivares.

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Um polvo-azul-anelado-maior nadando. Foto de Elias Levy.**

Um estudo analisando o comportamento sexual do polvo-azul-anelado-maior demonstrou que o acasalamento ocorre em encontros tanto de machos com fêmeas quanto de machos com machos. O ritual de acasalamento dos polvos consiste no macho inserindo o hectocótilo, um braço especializado para entregar esperma, no manto da fêmea. Em casais macho-macho, um dos machos sempre punha seu hectocótilo no manto do outro macho e não houve tentativas do macho receptivo de evitar o ato. A única diferença entre machos copulando com fêmeas ou com outros machos é que eles apenas entregavam o esperma para fêmeas e nunca para machos. O que podemos concluir disso? Teriam os polvos encontrado uma forma eficiente de serem bissexuais para se divertirem com outros machos e ainda manterem o esperma para dá-lo a fêmeas?

A diversidade da vida sempre nos fascina!

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Referências:

Cheng, M. W.; Caldwell, R. L. (2000) Sex identification and mating in the blue-ringed octopus, Hapalochlaena lunulataAnimal Behavior 60: 27-33. DOI: 10.1006/anbe.2000.1447

Mäthger, L. M.; Bell, G. R. R.; Kuzirian, A. M.; Allen, J. J.; Hanlon, R. T. (2012) How does the blue-ringed octopus (Hapalochlaena lunulata) flash its blue rings? Journal of Experimental Biology 215: 3752-3757. DOI: 10.1242/jeb.076869

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Sexta Selvagem: Corda-de-defunto

por Piter Kehoma Boll

Disseminada em águas temperadas do norte dos oceanos Atlântico e Pacífico, a espécie da Sexta Selvagem é uma alga marrom cujo nome científico, Chorda filum, significando “corda fio”, é uma boa forma de descrever sua aparência. Suas frondes são longas e sem ramificações, medindo cerca de 5 mm de diâmetro e atingindo até 8 m de comprimento, de forma que realmente parece uma longa corda, o que levou a nomes comuns como corda-de-defunto, laço-do-mar, tripa-de-gato, alga-laço-de-bota, tranças-de-sereia e linha-de-pesca-de-sereia.

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Um grupo de cordas-de-defunto crescendo juntas. Créditos a Biopix: JC Shou.

Essa alga geralmente é encontrada em áreas abrigadas, como em lagoas, enseadas, pequenas baías, fiordes ou mesmo estuários de rios, sendo muito tolerante a águas com baixa salinidade, mas evitando praias abertas, expostas. Ela cresce presa ao substrato por um pequeno disco, estando geralmente presa a substratos muito instáveis, como pedregulhos soltos ou mesmo outras algas, e raramente é encontrada em rochas estáveis. Como resultado, durante eventos em que as águas se tornam agitadas, como durante tempestades, ela pode ser facilmente transportada para outras localidades.

Várias espécies vivem nas frondes da corda-de-defunto, incluindo muitas algas e caramujos marinhos. Outros invertebrados, como anfípodes, parecem não gostar muito dela.

Estudos mostraram que a corda-de-defunto é rica em antioxidantes, compostos que ajudam a reduzir o processo de envelhecimento e diminuem os riscos de doenças como o câncer. Apesar de comestível, a corda-de-defunto não é amplamente usada como fonte de alimento. Talvez possamos mudar isso, contanto que tal ação seja conduzida de maneira sustentável.

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Referências:

Pereira, L. (2016) Edible Seaweeds of the World, CRC Press, London, 463 pp.

South, G. R.; Burrows, E. M. (1967) Studies on marine algae of the British Isles. 5. Chorda filum (L.) StackhBritish Phycological Bulletin3(2): 379-402.

Yan, X.; Nagata, T.; Fan, X. (1998) Antioxidative activities in some common seaweedsPlant Foods for Human Nutrition 52: 253-262.

 

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Arquivado em Algas, protistas, Sexta Selvagem

Sexta Selvagem: Verme-Bobbit

por Piter Kehoma Boll

A espécie da Sexta Selvagem de hoje provavelmente se parece com uma criatura vinda diretamente do inferno para os pobres animais marinhos que são suas presas. Bem, ela parece bem assustadora até para humanos! Seu nome é Eunice aphroditois, um nome até que belo. Popularmente é conhecida como verme-Bobbit e se parece com um pesadelo multicolorido.

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Porção anterior de um verme-Bobbit saindo da areia. Foto de Jenny Huang.*

O verme-Bobbit é um verme poliqueto e é um dos maiores anelídeos conhecidos, com vários registros de indivíduos chegando a 1 m de comprimento e mesmo um registro de um espécime com quase 3 metros. Ele é encontrado em águas quentes do mundo todo, nos oceanos Atlântico, Índico e Pacífico.

Sendo um predador de emboscada, o verme-Bobbit se enterra no fundo do oceano, entre os sedimentos, e espera que uma refeição deliciosa nade sobre ele. Uma vez que a presa é detectada, o verme-Bobbit se projeta para a frente e a captura com seus dentes afiados.

O nome “Bobbit worm” foi cunhado e 1996 e se refere a Lorena Bobbitt, que se tornou publicamente conhecida em 1993 depois de cortar o pênis de seu marido com uma faca enquanto ele estava adormecido. O nome parece ser inspirado nas mandíbulas em forma de tesoura do verme e não tem nada a ver com as fêmeas cortando o pênis dos machos. De fato, esses vermes liberam os gametas na água, de forma que sequer há uma cópula.

Apesar de sua popularidade, sendo mesmo criado como “animal de estimação” às vezes, pouco se sabe sobre a ecologia do verme-Bobbit. Se você por acaso tem um em seu aquário, faça alguma pesquisa e a publique!

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Referências:

Uchida, H.; Tanase, H.; Kubota, S. (2009) An extraordinarily large specimen of the polychaete worm Eunice aphroditois (Pallas) (Order Eunicea) from Shirahama, Wakayama, central Japan. Kuroshio Biosphere 5: 9-5.

Wikipedia. Eunice aphroditois. Disponível em < https://en.wikipedia.org/wiki/Eunice_aphroditois >. Acesso em 31 de janeiro de 2017.

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Arquivado em Sexta Selvagem, vermes

Sabe de nada, humano! Um genoma de planária desafia nosso entendimento de como a vida funciona

por Piter Kehoma Boll

Finalmente temos uma sequência consideravelmente completa de um genoma de planária, mais precisamente da planária Schmidtea mediterranea, a qual é um importante organismo-modelo para o estudo de células-tronco e regeneração.

Caso você não saiba, planárias possuem uma admirável capacidade de regeneração, de forma que até mesmo pedacinhos pequenos são capazes de se regenerar em um organismo completo. Elas são como um Wolverine da vida real, só que mais legais! Essa incrível habilidade é possível graças à presença de um grupo de células-tronco chamadas neoblastos que podem se diferenciar em qualquer tipo celular encontrado no corpo da planária. De fato, todas as células diferenciadas em planárias são incapazes de sofrer mitose, de forma que os neoblastos são responsáveis por constantemente repor células em todos os tecidos. Mas não estamos aqui para explicar os detalhes da regeneração de planárias. Estamos aqui para falar sobre o genoma de Schmidtea mediterranea!

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Olhe pra esses olhinhos vesgos dizendo “eu vou destruir tudo que vocês acham que sabem, humanos!”. Foto de Alejandro Sánchez Alvarado.*

Um genoma consideravelmente completo de S. mediterranea foi recentemente publicado e sua análise revela algumas características impressionantes.

Para começar, 61,7% do genoma de S. mediterranea é formado de elementos repetidos. Elementos repetidos são basicamente sequências de DNA que ocorrem em múltiplas cópias através do genoma de um organismo. Pensa-se que eles tenham origem em DNA de vírus que foi incorporado ao DNA do hospedeiro. Em humanos, cerca de 46% do genoma é composto de elementos repetidos. A maior parte dos elementos repetidos de S. mediterranea pertence a famílias não identificadas de retroelementos, assim sugerindo que eles são de famílias novas ainda não descritas. Essas repetições são muito longas, tendo mais de 30 mil pares de bases, algo não conhecido em outros animais. O único outro grupo de elementos repetidos com um tamanho similar é encontrado em plantas e conhecido como OGRE (Origin G-Rich Repeated Elements, algo como “elementos repetidos de origem ricos em G”). A longa repetição encontrada em Schmidtea foi então chamada de Burro (Big, unknown repeat rivaling Ogre, ou seja “repetição grande e desconhecida rivalizando com Ogre).

Mas certamente a coisa mais surpreendente sobre o genoma de S. mediterranea é a falta de muitos genes conservados que são encontrados na maioria dos eucariontes e que se pensava serem essenciais para as células funcionarem apropriadamente.

Schmidtea mediterranea não possui alguns genes responsáveis pelo reparo de quebras de cadeias duplas (DSBs, double-stranded breaks) no DNA, o que as tornaria muito suscetíveis a várias mutações e sensíveis a qualquer coisa que induza DSBs. Contudo, planárias são conhecidas por terem uma resistência extraordinária a radiação gama que induz DSBs. Elas possuem outros mecanismos de reparo ou nosso entendimento atual sobre o processo é falho?

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Vários genes “essenciais” e sua presença (em verde) ou ausência (em vermelho) em vários animais. Schmidtea mediterranea não possui nenhum deles. Imagem extraída de Grohme et al. (2018).*

Outro gene importante que não foi encontrado em S. mediterranea é o gene da Ácido Graxo Sintase (FASN, fatty acid synthase), que é essencial para um organismo sintetizar novos ácidos graxos. Planárias, portanto, dependeriam de lipídios adquiridos da dieta. Este gene também está ausente em platelmintos parasitas e a princípio se pensava ser uma adaptação ao parasitismo, mas como ele está ausente também em espécies de vida livre, esse não parece ser o caso. Seria uma sinapomorfia de platelmintos, isto é, um caractere que identifica esse clado de animais?

Isso não é o bastante pra pequena Schmidtea, no entanto. Mais do que isso, essa adorável planária parece não ter os genes MAD1 e MAD2, que são encontrados em virtualmente todos os eucariontes. Esses genes são responsáveis pelo Ponto de Controle da Assembleia do Fuso (SAC, Spindle Assembly Checkpoint), um passo importante durante a divisão celular que previne que as duas cópias de um cromossomo se separem antes que todos estejam conectados ao aparato do fuso. Isso garante que os cromossomos sejam distribuídos igualmente em ambas as células-filhas. Erros neste processo levam a aneuploidia (o número errado de cromossomos em cada célula-filha), que é a causa de algumas desordens genéticas como a síndrome de Down em humanos. Planárias não têm problema em distribuir seus cromossomos apropriadamente, então o que está acontecendo? Elas desenvolveram um novo modo de prevenir o caos celular ou, de novo, nosso atual entendimento sobre esse processo é falho?

Vamos esperar pelos próximos capítulos.

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Referência:

Grohme, M. A.; Schloissnig, S.; Rozanski, A.; Pippel, M.; Young, G. R.; Winkler, S.; Brandl, H.; Henry, I.; Dahl, A.; Powell, S.; Hiller, M.; Myers, E.; Rink, J. C. (2018). “The genome of Schmidtea mediterranea and the evolution of core cellular mechanisms”. Nature. doi:10.1038/nature25473

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