Super anticongelante nas células: a capacidade de sobreviver no gelo e na neve se desenvolveu em animais muito antes do que pensávamos

Era assim que a Terra era há cerca de 450 milhões de anos, no final do período Ordovicium.

A água quente criou as condições de vida perfeitas para a vida selvagem. Mas isso mudaria em breve. Pouco depois, as massas de terra começaram a congelar e uma calota de gelo começou a se espalhar.

A água, que antes era quente e adequada à vida selvagem, tornou-se fria e inóspita. Uma espécie após outra sucumbiu. Num curto período de tempo, metade de toda a vida foi exterminada como parte da segunda pior extinção em massa da história do planeta.

Um dos animais que sobreviveram, porém, foi o colêmbolo. Um pequeno animal parecido com um inseto que desenvolveu uma estratégia especial para combater o frio. As células do animal começaram a produzir proteínas que poderiam proteger a célula do congelamento.

O colêmbolo pode ter sido o primeiro animal a desenvolver proteínas anticongelantes. Os cientistas já acreditavam que os animais só começaram a fazer isso muito mais tarde. Isto é demonstrado por pesquisas da Universidade de Aarhus e da Queen’s University, no Canadá.

“Sabíamos que as proteínas anticongelantes se desenvolveram independentemente umas das outras várias vezes durante a história evolutiva. Os peixes as possuem. Os insetos as possuem. Algumas aranhas as possuem. Mas até vermos esses resultados, não sabíamos que elas haviam se desenvolvido tão cedo no mundo animal”, diz Martin Holmstrup.

Ele é professor do Departamento de Ecociências da Universidade de Aarhus e um dos pesquisadores por trás do novo estudo.

SPRINGTAILS PODEM SER ENCONTRADOS EM QUALQUER LUGAR – INCLUINDO SEU JARDIM

O colêmbolo é um animal pequeno, e as maiores espécies de colêmbolo têm apenas seis milímetros de comprimento. Possui seis pernas e duas antenas na frente. À primeira vista parece um inseto, mas não é. Na verdade, tem o seu próprio ramo na árvore evolutiva.

Até agora, os pesquisadores encontraram mais de 9.000 espécies diferentes de colêmbolos, e eles podem ser encontrados em quase todos os lugares – inclusive no seu jardim. Os colêmbolos normalmente vivem nas camadas superiores do solo ou na folhagem caída, onde se alimentam de fungos microscópicos, bactérias e outros microorganismos.

O nome do animal vem da cauda bifurcada que segura sob o corpo como a barra de uma catapulta. A cauda também é conhecida como fúrcula e o animal pode soltá-la rapidamente e saltar até 10 centímetros no ar se for atacado por um inimigo, por exemplo, uma aranha.

Os colêmbolos são bons para a saúde do solo porque ajudam a recircular os nutrientes para as plantas.

Pequenos animais em placas de Petri

Martin Holmstrup cuida de quase 20 espécies diferentes de colêmbolos em laboratório. Os pequenos animais não precisam de muito espaço. Uma colónia inteira pode viver numa única tigela de vidro, diz ele.

“Nós os guardamos em placas de Petri com uma base de gesso que podemos manter úmidos. Como ração, damos a eles um pouco de fermento seco. É basicamente tudo o que eles precisam”, diz.

Os colêmbolos do laboratório de Martin foram os usados ​​no experimento. Ele enviou amostras dos animais para três colegas no Canadá, que conduziram uma série de experimentos moleculares para descobrir quando os animais desenvolveram pela primeira vez a proteína anticongelante.

Como os investigadores conhecem a sequência de ADN que permite às células construir a proteína anticongelante, podem procurar a mesma sequência entre espécies, famílias e categorias. Eles também podem calcular quando ocorreu a mutação que levou à gênese do gene: o período Ordoviciano.

“Os cálculos mostram que os colêmbolos desenvolveram a proteína anticongelante muito antes de outros animais. Isso só aconteceu com peixes e insetos um milhão de anos depois. Embora plantas e microorganismos, como bactérias e algas unicelulares, possam ter desenvolvido um mecanismo semelhante ainda mais cedo”, diz ele.

COMO ENCONTRAR SPRINGTAILS

Martin Holmstrup e seus colegas do Departamento de Ecociências reuniram eles próprios os colêmbolos para o laboratório. Eles foram reunidos na Dinamarca, Islândia e Groenlândia.

Não são tão difíceis de encontrar, você pode até encontrá-los no seu próprio jardim.

Basta seguir estas etapas:

1. Pegue um punhado de terra ou folhagem do seu jardim e coloque-o em uma peneira.
2. Coloque uma lâmpada ajustável sobre a peneira e coloque uma bandeja sob a peneira.
3. O calor da lâmpada fará com que os colêmbolos procurem ambientes mais frios. Isso fará com que eles caiam pela peneira e caiam na bandeja, onde você os encontrará rastejando.

Encapsula e retarda os cristais de gelo

Embora você possa encontrar colêmbolos em quase qualquer lugar do globo, eles são mais numerosos no Ártico do que em qualquer outro lugar. Apenas um pequeno número de outros animais terrestres consegue sobreviver ao frio da Gronelândia e do Canadá, o que significa que os colêmbolos podem alimentar-se de bactérias e fungos sem serem perturbados.

“As proteínas anticongelantes superpotentes dos colêmbolos permitem-lhes sobreviver em regiões frias, onde só têm de partilhar a comida com alguns outros vermes e insectos. E não têm muitos inimigos naturais”, diz Martin Holmstrup.

No inverno, quando as temperaturas caem no Ártico, os colêmbolos começam a produzir proteínas anticongelantes. Eles também são chamados de “proteínas de ligação ao gelo” porque podem se fixar na superfície de minúsculos cristais de gelo e impedir que cresçam. Os animais terrestres entram em contacto próximo com os cristais de gelo quando o solo congela, pelo que as proteínas anticongelantes desempenham um papel importante na prevenção de que o gelo se espalhe para o animal e o mate.

“Assim como nós – e a maioria dos outros animais – os colêmbolos não podem sobreviver se o seu “sangue” congelar. As proteínas anticongelantes ajudam a prevenir isso”, diz ele.

Seque como uma passa

No entanto, esta proteína especial não é a única capacidade que torna possível aos colêmbolos s