As ostras permanecem discretamente no fundo do oceano, filtrando a água e formando conchas espessas que as resguardam de predadores e de condições adversas.
Essas conchas vão muito além de simples revestimentos. São estruturas elaboradas, compostas principalmente por carbonato de cálcio, um mineral que as ostras precisam produzir e conservar continuamente. Para isso, os animais controlam sua química interna com notável precisão.
Uma nova pesquisa da Universidade Harvard indica que as ostras talvez não atuem sozinhas. Cientistas encontraram indícios de que micróbios minúsculos presentes no interior desses animais podem contribuir para estabelecer as condições necessárias à formação da concha.
A descoberta aponta para uma parceria discreta que pode ajudar as ostras a resistir a oceanos cada vez mais ácidos.
A química por trás da concha
As ostras vivem em águas costeiras, onde as condições variam o tempo todo. As marés mudam, a temperatura oscila e a acidez pode se alterar ao longo do dia. Ainda assim, elas conseguem manter estável a química dentro de seus corpos.
Essa estabilidade é essencial, pois a formação da concha depende dela. O carbonato de cálcio só se forma nas condições químicas adequadas. Quando o ambiente interno da ostra fica ácido demais, o crescimento da concha se torna mais difícil e exige mais energia.
Os pesquisadores já sabiam que as ostras conseguem regular seu pH interno para preservar esse equilíbrio. Esses animais dispõem das ferramentas genéticas necessárias para manter o controle, mesmo quando a água do mar ao redor se torna mais ácida.
Investigando de perto os micróbios das ostras
Andrea Unzueta Martinez é pesquisadora de pós-doutorado no Laboratório Girguis de Ecofisiologia, Biogeoquímica e Engenharia, em Harvard.
Após estudar ostras durante o doutorado, Unzueta Martinez passou a investigar uma nova questão: as ostras abrigam comunidades de micróbios, mas qual é a função desses micróbios?
“Eu queria começar a observar o que os micróbios estavam fazendo pelo hospedeiro animal em termos de regulação química”, afirmou ela.
Unzueta Martinez concentrou-se em uma pequena bolsa de fluido situada entre o corpo mole da ostra e sua concha. Esse espaço fica isolado da água do mar ao redor.
“Esse fluido é completamente isolado do ambiente, portanto não há como um micróbio aleatório da água do mar simplesmente entrar flutuando ali”, disse ela. “Não fazemos ideia de como esses micróbios chegaram ali em primeiro lugar.”
Um parceiro microbiano oculto
Para analisar os micróbios dentro desse espaço selado, Unzueta Martinez desenvolveu um pequeno sistema de coleta semelhante a um cateter.
O equipamento criou uma abertura impermeável, permitindo recolher amostras de fluido sem expor a bolsa à água do mar externa. Em seguida, ela examinou tanto a ostra quanto os micróbios que viviam no fluido.
Os resultados revelaram algo inesperado: genes da ostra e dos micróbios eram ativados ao mesmo tempo.
Mais impressionante ainda, os micróbios ativavam genes associados à formação de carbonato de cálcio.
“Os micróbios estavam expressando genes conhecidos por ajudar a precipitar carbonato de cálcio”, disse ela. “E o carbonato de cálcio é o material de que a concha é feita.”
A descoberta levou a uma pergunta evidente: os micróbios poderiam estar ajudando a ostra a construir sua concha?
Sinais entre o hospedeiro e os micróbios
O estudo também identificou outro padrão interessante. Quando os micróbios se tornavam ativos, a ostra passava a expressar genes ligados ao seu sistema neuroimunológico.
Em geral, esse sistema detecta invasores externos, como bactérias. Porém, em alguns animais, ele também pode ajudar a controlar micróbios benéficos por meio de sinais químicos.
Unzueta Martinez considerou a interação ao mesmo tempo intrigante e empolgante.
“O que está acontecendo? Eles estão se coordenando? O hospedeiro pode, de algum modo, se comunicar com seu microbioma por meio do sistema neuroimunológico para coordenar a regulação química?”
“Isso levanta mais perguntas do que respostas”, afirmou ela.
Um padrão mais amplo na natureza
A pesquisa foi conduzida no laboratório de Peter R. Girguis, professor de Biologia Organísmica e Evolutiva e codiretor da Iniciativa de Ciências Microbianas de Harvard.
Girguis observou que os resultados se encaixam em um conjunto crescente de evidências de que os animais frequentemente dependem de micróbios para executar processos biológicos básicos.
“Muitas vezes imaginamos que os animais fazem todo o trabalho pesado sozinhos, e às vezes isso pode ser verdade”, disse ele. “Mas, na maioria das vezes, quando investigamos algum lugar, descobrimos que os micróbios desempenham algum papel em um processo animal.”
“É um lembrete de que todos nós, como animais, vivemos neste mundo microbiano.”
Essa ajuda poderia poupar energia das ostras. Em vez de realizarem sozinhas todo o trabalho químico necessário para formar conchas, elas podem dividir parte dessa tarefa com micróbios que vivem protegidos em seus corpos.
Por que isso importa em um oceano em transformação
As águas oceânicas estão se tornando gradualmente mais ácidas à medida que os níveis de dióxido de carbono aumentam. Essa mudança dificulta que animais formadores de conchas, como ostras, amêijoas e mexilhões, produzam carbonato de cálcio.
“À medida que o pH do oceano diminui, isso custa mais energia ao animal”, explicou Girguis.
Se os micróbios ajudam a manter o ambiente químico apropriado para o crescimento da concha, essa parceria pode fazer uma diferença concreta. Os micróbios recebem um lugar protegido para viver, enquanto a ostra obtém auxílio químico.
“Mas, se isso puder ser compartilhado, mesmo que só um pouco, por micróbios que ajudam a tornar as condições favoráveis ao crescimento da concha e os micróbios se beneficiam por ter um lugar para viver onde não são predados, então esse é o começo de uma relação muito boa.”
Rumo a ambientes extremos
Unzueta Martinez espera continuar explorando esse tipo de relação em outros animais marinhos. Seus próximos alvos incluem bivalves de águas profundas, como os mexilhões Bathymodiolus e as amêijoas Calyptogena.
Esses animais vivem perto de fontes hidrotermais, alguns dos ambientes mais severos da Terra. Apesar das temperaturas extremas e das condições químicas rigorosas, eles prosperam.
“Esses animais estão prosperando e também têm microbiomas”, disse ela. “Esta é uma ótima oportunidade para observar essa tríade formada pelo hospedeiro, pelo microbioma e pela regulação da química ambiental em diferentes ambientes.”
Compreender o funcionamento dessas parcerias pode revelar novos indícios sobre como a vida marinha sobrevive em condições difíceis.
Lições que vão além das ostras
O estudo também aborda uma ideia mais ampla sobre a vida na Terra. Os seres humanos costumam associar micróbios a doenças, mas a maioria dos micróbios que vive dentro e ao redor dos animais oferece benefícios.
“Mas a grande maioria dos micróbios que desempenham um papel na vida humana nos confere vantagens”, disse Girguis.
Os cientistas já sabem que os micróbios auxiliam os seres humanos na digestão dos alimentos e na manutenção da saúde intestinal. O estudo das ostras acrescenta outro exemplo de como os animais podem depender de parceiros microscópicos para lidar com uma química complexa.
“Se pudermos começar a desvendar as formas pelas quais uma ostra simples, que tem uma linguagem imunológica muito mais simples, está ‘conversando’ com os micróbios, poderemos compreender melhor a resiliência das ostras”, afirmou Girguis.
Para as ostras que enfrentam um oceano cada vez mais ácido, essa conversa silenciosa com os micróbios pode ser uma das razões de sua resistência.
O estudo completo foi publicado na revista Anais da Academia Nacional de Ciências.
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