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Pesquisadores da Unidade de Mudanças Climáticas Marinhas e da Unidade Eco-Evo-Devo Marinha do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) destacaram padrões de ativação genética durante o desenvolvimento larval do garoupa-de-malabar, revelando um pico inicial incomum de ativação dos genes da tireoide e corticoides durante o estágio larval inicial desses peixes. Seu artigo, publicado no periódico eVidaé o primeiro estudo a mostrar que os genes da tireoide e do corticoide são ativados duas vezes durante o desenvolvimento larval, uma vez durante o estágio larval inicial e uma vez durante a metamorfose. Essa ativação inicial nunca foi encontrada em nenhuma espécie de peixe antes, tornando o caso do garoupa único.
Os garoupas são meso-predadores que desempenham um papel crucial na manutenção do equilíbrio e da saúde dos ecossistemas marinhos. O garoupa Malabar (Epinephelus malabaricus), conhecido como Yaito-hata em japonês, pode crescer até 2 metros de comprimento. No entanto, sua popularidade e alto valor econômico no mercado de alimentos levaram à superexploração, com muitas espécies em risco de extinção. Em resposta a essa ameaça e para atender à demanda contínua, fazendas de aquicultura de garoupa foram estabelecidas em Okinawa e outros lugares do mundo.
Aquicultura de garoupa em Okinawa
“Para mim, o aspecto ecocultural deste estudo foi especialmente interessante; esses peixes estão sendo criados e vendidos aqui em Okinawa”, disse o Dr. Roger Huerlimann, principal autor e biólogo molecular da Unidade de Mudanças Climáticas Marinhas.
Pesquisas sobre reprodução e criação de garoupas-malabar jovens começaram na filial de Ishigaki do Centro de Pesquisa Oceânica e Pesca da Prefeitura de Okinawa em 1992. A primeira reprodução bem-sucedida em Okinawa ocorreu em 1996. Em 1997, o centro havia alcançado o primeiro sucesso de reprodução em larga escala do mundo, produzindo mais de 200.000 peixes jovens. Atualmente, aproximadamente 10 fazendas de peixes de garoupa-malabar operam em Okinawa.
Análise de RNA revela ativação hormonal incomum
Um genoma é o conjunto completo de material genético em um organismo. Cientistas podem estudar como um genoma funciona examinando o RNA produzido pelo genoma sob condições específicas ou em certas células — um processo chamado análise transcriptômica. Isso permite que eles identifiquem quais genes são ativados em momentos específicos durante diferentes estágios de desenvolvimento. Os pesquisadores examinaram como genes relacionados aos hormônios tireoidianos e corticoides, bem como outros processos biológicos, são expressos no garoupa-de-malabar durante seu desenvolvimento larval, que inclui uma etapa muito importante: a metamorfose.
Após a eclosão, as larvas flutuam no oceano aberto por cerca de 60 dias, antes de retornarem aos ambientes costeiros. Durante essa jornada incrível, elas passam por uma metamorfose dramática impulsionada por hormônios, incluindo a regressão de espinhos e o aparecimento de uma pigmentação semelhante à dos adultos.
“Nossa análise genômica mostra claramente uma alta ativação dos genes da tireoide e corticoides no momento da metamorfose. Em garoupas, a metamorfose corresponde ao aparecimento de uma pigmentação semelhante à dos adultos e ao desaparecimento dos espinhos que as larvas têm nas nadadeiras dorsal e peitoral”, explicou o Dr. Huerlimann. “O interessante é que também encontramos um aumento nesses genes bem no início do desenvolvimento larval, o que não vimos antes em outras espécies de peixes.”
A Dra. Natacha Roux, pesquisadora do Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l’Environnement (CRIOBE) e ex-pesquisadora da Computational Neuroethology Unit do OIST, elaborou ainda mais: “Também medimos os níveis de hormônio tireoidiano e corticoide nas larvas e observamos um aumento de ambos os hormônios no início do desenvolvimento larval, confirmando os resultados da análise genômica. A razão dessa ativação ainda não é conhecida, mas levantamos a hipótese de que pode estar ligada ao desenvolvimento de espinhos larvais, potencialmente ajudando na flutuabilidade e na dissuasão de predadores.”
Ambos os pesquisadores enfatizaram que suas descobertas estavam diretamente ligadas à disposição da comunidade da Cidade de Motobu de abrir suas portas para os cientistas, sem os quais o projeto não teria sido possível. Isso permitiu que a equipe de pesquisa montasse um pequeno laboratório no Centro de Agricultura Marinha da Prefeitura de Okinawa para amostragem e experimentos.
O Dr. Huerlimann visa apoiar a aquicultura sustentável em Okinawa, ajudando os aquicultores locais por meio de sua pesquisa: “Inicialmente, nossa meta era criar uma sequência de genoma de referência como base para pesquisas futuras”, explicou. “Mas nos últimos três anos, conversei com fazendeiros para entender seus desafios. O gerenciamento de doenças é uma questão significativa, então quero ver como minha pesquisa pode ajudar a resolver esse e outros problemas que eles enfrentam.”
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