.
O globo estava quente e úmido. O mar fervilhava de vida. As primeiras lulas, peixes parecidos com enguias e vermes marinhos caçavam animais menores. Acima do solo, porém, nada se mexeu. Os animais ainda não haviam rastejado para terra.
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:
- Pegue um punhado de terra ou folhagem do seu jardim e coloque-o em uma peneira.
- Coloque uma lâmpada ajustável sobre a peneira e coloque uma bandeja sob a peneira.
- 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 sobreviverem no frio intenso do Ártico. Eles têm outro truque na manga.
“Como todos os seres vivos têm moléculas de água dentro de suas células, somos vulneráveis a temperaturas congelantes. Se a água congela, as células são destruídas. Para evitar isso, o colêmbolo se permite secar e entrar em uma forma de hibernação durante o inverno. “, explica Martin Holmstrup.
Quando os colêmbolos hibernam, seu metabolismo se torna tão lento que os cientistas não conseguem medi-lo. No entanto, quando chega a primavera, eles absorvem água de volta ao corpo e reiniciam o metabolismo.
“Você pode compará-los a uma uva que seca e se transforma em passa em um processo que lembra a liofilização. Os colêmbolos encolhem e se tornam criaturas pequenas e enrugadas no inverno. E então, quando chega a primavera, eles absorvem água e incham de volta ao tamanho normal ,” ele diz.
Descoberto em peixes que deveriam ter morrido congelados
Durante muitos anos, foi um mistério como certas espécies animais conseguiam sobreviver nas regiões mais frias do planeta. Somente em meados do século passado é que os cientistas descobriram as proteínas anticongelantes que possibilitaram aos animais enfrentar o frio.
Durante décadas, os cientistas perguntaram-se como é que os peixes do Ártico conseguiam nadar em torno da água do mar que estava a menos 1,8 graus Celsius. O ponto de congelamento da água do mar é menor devido ao seu teor de sal. O sangue dos peixes, por outro lado, tem um ponto de congelamento de menos 1 grau Celsius, o que significa que eles não deveriam ser capazes de evitar o congelamento na água.
“Como os peixes conseguiram sobreviver na água gelada do mar foi um mistério por muito tempo. No entanto, no final da década de 1960, o pesquisador americano Arthur DeVries conseguiu isolar as proteínas encontradas nos peixes do Ártico, que ele descobriu serem capazes de impedir a formação de gelo. nas células e no sangue dos peixes, apesar de os peixes terem sido super-resfriados ao longo de sua vida”, explica Martin Holmstrup
Desde então, os pesquisadores descobriram proteínas anticongelantes em vários outros animais, plantas e microorganismos. E estas proteínas anticongelantes estão agora a ser utilizadas pela indústria.
Hoje, as proteínas anticongelantes desempenham um papel importante na indústria alimentícia
Muitos alimentos hoje em dia são comprados e vendidos como alimentos congelados. No entanto, o problema é que os alimentos congelados mudam se os cristais de gelo começarem a se formar. Freqüentemente, diminuem o sabor e a textura dos alimentos.
No entanto, isto pode ser evitado pelas proteínas anticongelantes especiais, explica Martin Holmstrup:
“Os genes que codificam as proteínas anticongelantes nos peixes foram copiados em culturas de células de levedura industrial. Isso faz com que a levedura produza proteínas muito úteis, que podem então ser adicionadas a diferentes alimentos”, diz ele.
Um dos alimentos onde as proteínas são particularmente eficazes é o sorvete.
“Eu sei que a Unilever usou as proteínas em sorvetes porque elas ajudam a criar uma textura realmente adorável. O sorvete também pode ser descongelado e congelado novamente sem se transformar em um bloco duro de cristais de gelo. em conexão com a criopreservação de órgãos transplantados.
“Outras indústrias, como a aeroespacial e de turbinas eólicas, também fizeram experiências com as proteínas. Eles esperam que as proteínas possam proteger as asas do congelamento e da necessidade de serem descongeladas.”
.
