Um estudo revela que o parasitismo sexual ajuda o tamboril do fundo do mar a adaptar-se às vastas e escuras profundezas do oceano, com potenciais insights para pesquisas médicas sobre supressão imunológica. Crédito: SciTechDaily.com
Os investigadores de Yale descobriram como o parasitismo sexual entre o tamboril do fundo do mar, envolvendo machos permanentemente ligados às fêmeas, facilitou a sua adaptação de habitats de águas rasas para a “zona da meia-noite” do mar profundo. Este estudo, combinando análise genética e biologia evolutiva, sugere implicações para os avanços médicos nas técnicas de imunossupressão.
Estratégia reprodutiva única do tamboril de águas profundas
Sendo o ecossistema mais extenso do planeta, o mar profundo pode ser um lugar difícil para encontrar um companheiro. No entanto, os cientistas descobriram que alguns tamboris de águas profundas desenvolveram uma estratégia reprodutiva notável, garantindo que, uma vez encontrados um parceiro nas vastas águas, permanecem ligados para o resto da vida.
Chamados de ceratióides, esses tamboris se reproduzem por meio do parasitismo sexual, no qual os minúsculos machos se ligam às fêmeas, muito maiores, para acasalar. Em alguns espécies, os machos mordem as fêmeas e depois as soltam quando o processo de acasalamento é concluído. Em outros, o macho se funde permanentemente com a fêmea. Num processo denominado parasitismo obrigatório, a cabeça do macho se dissolve na fêmea e seus sistemas circulatórios se fundem. Ele se transforma em um órgão sexual permanente produtor de esperma.
Vantagens evolutivas estudadas
Em um novo estudo publicado em 23 de maio na revista Biologia AtualOs pesquisadores de Yale examinaram como o parasitismo sexual funciona em sinergia com outras características associadas ao peixe para influenciar a diversificação do tamboril, animal encontrado em todos os oceanos e cujo nome é inspirado no apêndice em forma de vara de pesca que as fêmeas usam para atrair as presas.
Compreender a evolução do parasitismo sexual tem implicações que poderão um dia informar os avanços da medicina, segundo os investigadores.
O contexto evolutivo da degradação imunogenómica do tamboril. Crédito: Current Biology/Brownstein et al.
Usando dados genéticos dos genomas dos tamboris, os pesquisadores mostraram como características complexas – como o parasitismo sexual – ajudaram alguns grupos de tamboris na transição de habitats rasos, como recifes de coral, para nadar nas águas escuras e abertas da “zona da meia-noite”. ”, o ecossistema de águas profundas onde a luz solar não consegue penetrar.
“As pessoas tendem a ter explicações de uma única característica para a razão pela qual um grupo de animais pode prosperar num determinado ecossistema, mas na maioria dos seres vivos, parece que várias inovações distintas funcionam sinergicamente para explorar novos habitats”, disse Chase D. Brownstein, um graduado estudante do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva de Yale e co-autor principal do estudo. “Descobrimos que uma cascata de características, incluindo aquelas necessárias para o parasitismo sexual, permitiu que o tamboril invadisse as profundezas do mar durante um período de aquecimento global extremo, quando os oceanos do planeta estavam em convulsão ecológica.”
Insights genéticos e implicações para a medicina
Para o estudo, os pesquisadores reconstruíram a história evolutiva das espécies de águas profundas. Eles demonstraram que a rápida transição dos tamboris ceratióides de caminhantes bentônicos, que usam nadadeiras modificadas para “caminhar” no fundo do oceano em águas rasas, para nadadores de águas profundas ocorreu de 50 a 35 milhões de anos atrás, durante o Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno, um período das altas temperaturas globais que induziram a extinção em todos os oceanos.
Em última análise, os investigadores não conseguiram inferir uma árvore evolutiva clara para os tamboris de águas profundas porque as várias linhagens divergiam umas das outras muito rapidamente, deixando as relações entre as linhagens insolúveis, disse Brownstein. Mas descobriram que as origens do parasitismo sexual coincidiram com a transição do tamboril para o mar profundo, embora não tenham conseguido determinar qual das duas formas de parasitismo – ligação temporária ou parasitismo obrigatório – ocorreu primeiro, disse Brownstein.
Múltiplas características evoluíram simultaneamente para permitir o parasitismo sexual. Por exemplo, os ceratióides precisavam desenvolver dimorfismo sexual extremo com fêmeas grandes e machos em miniatura. Eles também precisavam abandonar sua imunidade adaptativa – o sistema de células imunológicas especializadas e anticorpos que atacam e eliminam patógenos – para que os corpos das fêmeas hospedeiras não rejeitassem o macho parasita.
Ao reconstruir a história evolutiva dos principais genes envolvidos na imunidade adaptativa, os investigadores descobriram que vários grupos de tamboris de águas profundas degeneraram convergentemente a sua imunidade adaptativa, permitindo o parasitismo sexual. E embora o parasitismo sexual tenha evoluído à medida que os tamboris do fundo do mar se deslocavam para o mar profundo, concluíram que não é necessariamente a característica principal que impulsiona a diversificação de espécies entre os ceratióides. No entanto, permitiu que o tamboril tivesse sucesso na zona da meia-noite, disse Brownstein.
“Acredita-se que o parasitismo sexual seja vantajoso para habitar o mar profundo, que é o maior e mais homogêneo habitat da Terra”, disse ele. “Uma vez que os indivíduos encontram um parceiro naquela vasta extensão, o parasitismo sexual obrigatório permite-lhes agarrar-se permanentemente, o que parece ser uma ajuda crítica para a evolução do tamboril de águas profundas.”
A pesquisa tem implicações potenciais na saúde humana, disse o autor sênior Thomas Near, professor de ecologia e biologia evolutiva na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e Curador Oceanográfico de Vertebrados de Bingham no Museu Yale Peabody.
“Compreender melhor como os tamboris de águas profundas perderam a imunidade adaptativa poderá um dia contribuir para avanços nos procedimentos médicos, como transplantes de órgãos e enxertos de pele, onde a supressão da imunidade é crucialmente importante”, disse ele. “É uma área interessante para futuras pesquisas médicas.”
Referência: “Inovações sinérgicas permitiram a radiação de tamboril nas profundezas do oceano aberto” por Brownstein et al., 23 de maio de 2024, Biologia Atual.
DOI: 10.1016/j.cub.2024.04.066
O estudo foi coautor de Katerina L. Zapfe e Alex Dornburg, da Universidade da Carolina do Norte em Charlotte; Spencer Lott, de Yale; Richard Harrington, do Departamento de Recursos Naturais dos EUA, Divisão de Recursos Marinhos; e Ava Ghezelayagh do Universidade de Chicago.
