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Sexta Selvagem: Verme-listrado-de-verde

por Piter Kehoma Boll

Os parasitas são muito especiosos, e frequentemente eu sinto que não estou dando espaço suficiente para eles aqui, especialmente quando eu lhes trago um platelminto, que é provavelmente o grupo com o maior número de espécies parasitas. Então vamos falar de um deles hoje finalmente.

O pimeiro platelminto parasita que eu apresentarei a vocês é Leucochloridium paradoxum, o verme-listrado-de-verde. Ele é um membro do grupo Trematoda e, como todos os trematódeos, possui um ciclo de vida complexo.

Os adultos do verme-listrado-de-verde vivem no intestino de vários pássaros da América do Norte e da Europa. Os ovos que eles põem chegam ao ambiente através das fezes das aves e são eventualmente ingeridos por caracóis do gênero Succinea.

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Um indivíduo adulto de Leucochloridium paradoxum (esquerda), um hospedeiro intermediário infectado, um caracol do gênero Succinea (centro) e os esporocistos ao longo dos õgrãos internos do caracol (direita). Imagens não em escala. Extraído de http://medbiol.ru/medbiol/dog/0011a975.htm

Adultos de Leucochloridium paradoxum são muito similares aos adultos de outras espécies do gênero Leucochloridium. A principal diferença é vista nos estágios larvais. Dentro do corpo do caracol, os ovos eclodem no primeiro estágio larval, o miracídio, que dentro do sistema digestivo do caracol se desenvolve no próximo estágio, o esporocisto.

O esporocisto tem a forma de um saco longo e inchado que é marcado de listras verdes (de onde o nome). Ele é preenchido de cercárias, que são o próximo estágio larval. O esporocisto então migra em direção aos tentáculos dos olhos do caracol, invadindo-os e tornando-os uma estrutura inchada, colorida e pulsante que se assemelha a uma lagarta. Nesse estágio da infecção, o pobre caracol provavelmente está cego e não consegue evitar a luz como normalmente faz. Como resultado, ele fica exposto a aves que o confundem com uma suculenta lagarta e o comem com avidez.

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Um pobre caracol da espécie Succinea putris com um verme-listrado-de-verde em seu tentáculo ocular esquerdo. Só há um destino terrível para essa criatura. Foto de Thomas Hahmann.*

Quando o caracol é comido, o esporocisto arrebenta e várias cercárias são liberadas. No intestino da ave, elas se desenvolvem em adultos e recomeçam o pesadelo.

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Referências:

Rząd, I.; Hofsoe, R.; Panicz, R.; Nowakowski, J. K. (2014) Morphological and molecular characterization of adult worms of Leucochloridium paradoxumCarus, 1835 and L. perturbatum Pojmańska, 1969 (Digenea: Leucochloridiidae) from the great tit, Parus major L., 1758 and similarity with the sporocyst stages. Journal of Helminthology 88(4): 506-510. DOI: 10.1017/S0022149X13000291

Wikipedia. Leucochloridium paradoxum. Disponível em < https://en.wikipedia.org/wiki/Leucochloridium_paradoxum >. Accesso em 8 de março de 2018.

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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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Sexta Selvagem: Catênula-da-lentilha-d’água

por Piter Kehoma Boll

Hoje temos mais um platelminto em nosso time. E ele é parte de um dos grupos mais bizarros de platelmintos, os chamados Catenulida. Nosso camarada se chama Catenula lemnae, que eu adaptei como “catênula-da-lentilha-d’água”.

A catênula-da-lentilha-d’água é um animal muito pequeno, medindo cerca de 0.1 mm de largura e cerca de 2 ou 3 vezes esse tamanho em comprimento. Ela é encontrada no mundo todo em lagos e poças de água doce e é provavelmente um complexo de espécies, mas estudos mais detalhados são necessários para tornar isso claro. Como outros catenulidos, ela vive perto do substrato, sendo considerada um animal bentônico, e se alimenta de outros organismos menores, como pequenos invertebrados e algas. Ela é geralmente uma espécie dominante na comunidade de microanimais bentônicos, tal como os microturbelários, nos lugares em que é encontrada.

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Uma cadeia de vários indivíduos (zooides) de Catenula lemnae conectados. Foto de Christopher Laumer.*

A palavra catenula, significando “pequena cadeia” em Latim, faz referência a esses animais por causa da sua peculiar forma de reprodução vegetativa. Os organismos frequentemente se dividem transversalmente perto da extremidade posterior, dando origem a novos organismos que são geneticamente idênticos ao original. Contudo os novos animais muitas vezes ficam conectados um ao outro por um bom tempo antes de se dividirem, e enquanto essa reprodução assexuada continua, ela eventualmente os transforma numa cadeia de indivíduos conectados (chamados zooides). Essa cadeia nada elegantemente usando seus cílios como se fosse um único indivíduo.

Estudos mais recentes que mencionam a catênula-da-lentilha-d’água são simplesmente levantamentos de composições de espécies de uma determinada área ou estudos filogenéticos amplos em catenulidos ou platelmintos em geral. Pouco é conhecido sobre a ecologia, o comportamento a e estrutura populacional desta espécie, infelizmente.

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Referências:

Braccini, J. A. L.; Leal-Zanchet, A. M. (2013)  Turbellarian assemblages in freshwater lagoons in southern Brazil. Invertebrate Biology132(4): 305–314. https://dx.doi.org/10.1111/ivb.12032

Marcus, E. (1945) Sôbre Catenulida brasileiros. Boletim da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, série Zoologia, 10: 3–113.

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Planárias cabeça-de-martelo: outrora uma bagunça, agora uma bagunça ainda maior

por Piter Kehoma Boll

Poucas pessoas sabem que planárias terrestres existem, mas quando sabem, elas muito provavelmente conhecem as planárias-cabeça-de-martelo que compreendem a subfamília Bipaliinae.

As planárias-cabeça-de-martelo, ou simplesmente vermes-cabeça-de-martelo, têm esse nome porque suas cabeças possuem expansões laterais que as fazem lembrar um martelo, uma pá ou uma picareta. Dê uma olhada:

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O “verme-cabeça-de-martelo-errante”, Bipalium vagum. Note a cabeça peculiar. Foto do usuário budak do flickr.*

Os chineses conheciam os vermes-cabeça-de-martelo desde pelo menos o século X, o que é compreensível, visto que elas se distribuem do Japão até Madagascar, incluindo todo o sul e sudeste da Ásia, bem como a Indonésia, as Filipinas e outros arquipélagos. O mundo ocidental, no entanto, ouviu primeiro falar delas em 1857, quando William Stimpson descreveu as primeiras espécies e as pôs num gênero chamado Bipalium, do Latim bi- (dois) + pala (pá), devido ao formato da cabeça. Uma delas era a espécie Bipalium fuscatum, uma espécie japonesa que é atualmente considerada a espécie-tipo do gênero.

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Região anterior de Bipalium fuscatum, o “verme-cabeça-de-martelo-amarronzado”. Foto do usuário 根川大橋 da Wikimedia.**

Dois anos depois, em 1859, Ludwig K. Schmarda descreveu mais uma espécie, esta do Sri Lanka, e, sem ter conhecimento do artigo de Stimpson, chamou a espécie de Sphyrocephalus dendrophilus, criando o novo gênero para ela do grego sphȳra (martelo) + kephalē (cabeça).

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Dezenhos por Schmarda de Sphyrocephalus dendrophilus.

No ano seguinte, em 1860, Edward P. Wright fez algo similar e descreveu alguns vermes-cabeça-de-martelo da Índia e da China, criando um novo gênero, Dunlopea, para elas. O nome foi uma homenagem a seu amigo A. Dunlop (seja lá quem for).

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Desenho por Wright de Dunlopea grayia (agora Diversibipalium grayi) da China.

Eventualmente esses erros foram percebidos e todas as espécies foram postas no gênero Bipalium, junto com várias outras descritas nos anos seguintes. Todos os vermes-cabeça-de-martelo eram parte do gênero Bipalium até 1896, quando Ludwig von Graff decidiu melhorar a classificação e os dividiu em três gêneros:

1. Bipalium: com uma cabeça tendo longas “orelhas”, uma cabeça bem desenvolvida.
2. Placocephalus (“cabeça de placa”): com uma cabeça mais semicircular.
3. Perocephalus (“cabeça mutilada”): com uma cabeça mais curta, rudimentar, quase como se tivesse sido cortada fora.

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Compare as cabeças de espécies típicas de Bipalium (esquerda), Placocephalus (centro) e Perocephalus (direita), de acordo com Graff.

Este sistema, no entanto, foi logo abandonado e tudo voltou a ser simplesmente Bipalium e continuou assim por quase um século, mudando de novo apenas em 1998, quando Kawakatsu e seus amigos começaram a mexer com os pênis dos vermes-cabeça-de-martelo.

Primeiro, em 1998, eles criaram o gênero Novibipalium (“novo Bipalium”) para espécies com uma papila penial reduzida ou ausente, e mantiveram em Bipalium aquelas com uma papila penial “bem” desenvolvida. Vale ressaltar, no entanto, que essa papila bem desenvolvida não é muito maior que a papila reduzida de Novibipalium. Em ambos os gêneros o pênis verdadeiro, funcional, é formado por um conjunto de dobras do átrio masculino e não pela papila penial em si como acontece em outras planárias terrestres com papila penial.

Mais tarde, em 2001, Ogren & Sluys separaram mais algumas espécies de Bipalium em um gênero novo chamado Humbertium (homenageando Aloïs Humbert, que descreveu a maioria das espécies desse novo gênero). Elas foram separadas de Bipalium porque os ovovitelodutos (os dutos que conduzem os ovos e os vitelócitos) entram no átrio feminino pela frente, e não por trás como numa Bipalium típica. Essa separação é, na minha opinião, mais razoável que a anterior.

Agora tínhamos três gêneros de vermes-cabeça-de-martelo baseados em sua anatomia interna, mas várias espécies foram descritas sem qualquer conhecimento de seus órgãos sexuais. Assim, em 2002, Kawakatsu e seus amigos criaram mais um gênero, Diversibipalium (“o Bipalium diverso”) para incluir todas as espécies cuja anatomia dos órgãos sexuais era desconhecida. Em outras palavras, é um gênero “cesto de lixo” para colocá-las até que sejam melhor estudadas.

Mas será que esses três gêneros, Bipalium, NovibipaliumHumbertium, como agora definidos, são naturais? Ainda não sabemos, mas eu aposto que não. Uma boa maneira de conferir seria usando filogenia molecular, mas não temos pessoas trabalhando com esses animais em seu habitat natural, assim não temos material disponível para isso. Outra coisa que pode nos dar uma luz é olhar para sua distribuição geográfica. Podemos assumir que espécies geneticamente similares, especialmente de organismos com uma habilidade de dispersão tão baixa quanto planárias terrestres, ocorram todas na mesma região geográfica, certo? Então onde encontramos as espécies de cada gênero? Vamos ver:

Bipalium: Indonésia, Japão, China, Coreia, Índia.

Novibipalium: Japão.

Humbertium: Madagascar, Sri Lanka, Sul da Índia, Indonésia.

Estranho, né? Elas estão completamente misturadas e cobrindo uma enorme área do planeta, especialmente se considerarmos Humbertium. Podemos ver uma tendência, mas nada muito claro.

Felizmente, algumas análises moleculares foram publicadas (veja Mazza et al. (2016) nas referências). Uma, que incluiu as espécies Bipalium kewenseB. nobileB. adventitiumNovibipalium venosumDiversibipalium multilineatum, colocou Diversibipalium multilineatum bem perto de Bipalium nobile, e elas são de fato similares, então acho que podemos transferi-la de Diversibipalium para Bipalium, certo? Similarmente, Novibipalium venosum apaece misturada com as espécies de Bipalium. Acho que isso bagunça as coisas um pouco mais.

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Cabeça de algumas espécies de Bipalium, incluindo as usadas no estudo citado acima. Infelizmente, não consegui encontrar uma foto ou um desenho de Novibipalium venosum. Imagem por mim mesmo, Piter Kehoma Boll.**

Interessantemente, entre as espécies analisadas, a mais divergente foi Bipalium adventitium, cuja cabeça é mais “obtusa” que a das outras. Poderia a cabeça ser a resposta, afinal? Vamos esperar que alguém com os recursos necessários esteja disposto a resolver essa bagunça logo.

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Veja também:

Encontrados e depois perdidos: o lado não tão iluminado da taxonomia.

Eles só se importam se você for fofo. Como o carisma prejudica a biodiversidade.

A fabulosa aventura taxonômica do gênero Geoplana.

Planaria elegans de Darwin: escondida, extinta ou mal identificada?

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Referências:

Graff, L. v. (1896) Über das System und die geographische Verbreitung der Landplanarien. Verhandlungen der Deutschen Zoologischen Gesellschaft6: 61–75.

Graff, L. v. (1899) Monographie der Turbellarien. II. Tricladida Terricola (Landplanarien). Engelmann, Leipzig.

Kawakatsu, M.; Ogren, R. E.; Froehlich, E. M. (1998) The taxonomic revision of several homonyms in the genus Bipalium, family Bipaliidae (Turbellaria, Seriata, Tricladida, Terricola). The Bulletin of Fuji Women’s College Series 236: 83–93.

Kawakatsu, M.; Ogren, R. E.; Froehlich, E. M., Sasaki, G.-Y. (2002) Additions and corrections of the previous land planarians indices of the world (Turbellaria, Seriata, Tricladida, Terricola). The bulletin of Fuji Women’s University. Ser. II40: 162–177.

Mazza, G.; Menchetti, M.; Sluys, R.; Solà, E.; Riutort, M.; Tricarico, E.; Justine, J.-L.; Cavigioli, L.; Mori, E. (2016) First report of the land planarian Diversibipalium multilineatum (Makino & Shirasawa, 1983) (Platyhelminthes, Tricladida, Continenticola) in Europe. Zootaxa4067(5): 577–580.

Ogren, R. E.; Sluys, R. (2001) The genus Humbertiumgen. nov., a new taxon of the land planarian family Bipaliidae (Tricladida, Terricola). Belgian Journal of Zoology131: 201–204.

Schmarda, L. K. (1859) Neue Wirbellose Thiere beobachtet und gesammelt auf einer Reise um die Erde 1853 bis 1857 1. Turbellarien, Rotatorien und Anneliden. Erste Hälfte. Wilhelm Engelmann, Leipzig.

Stimpson, W. (1857) Prodromus descriptionis animalium evertebratorum quæ in Expeditione ad Oceanum, Pacificum Septentrionalem a Republica Federata missa, Johanne Rodgers Duce, observavit er descripsit. Pars I. Turbellaria Dendrocœla. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia9: 19–31.

Wright, E. P. (1860) Notes on Dunlopea. Annals and Magazine of Natural History, 3rd ser.6: 54–56.

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