Desmatamento favorece ação de fungo que dizima anfíbios

20 de março de 2018

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) estão investigando como o desflorestamento pode afetar a ação de patógenos que causam doenças como a quitridiomicose, que tem devastado populações de sapos e rãs no mundo nas últimas décadas.

Pesquisadores investigam relação entre o desflorestamento e a quitridiomicose, doença que tem devastado populações de sapos e rãs em vários países (foto: Guilherme Becker) 

 

Em artigo publicado na revista Proceedings of the Royal Society of London B – Biological Sciences os pesquisadores analisaram como a interação entre o desmatamento e o microbioma da pele pode afetar os anfíbios atingidos por fungos como o Batrachochytrium dendrobatidis, causador da quitridiomicose.

“Existe a suspeita de que esse fungo possa ter mais dificuldade de se estabelecer e proliferar em um animal cuja biota cutânea encontra-se íntegra”, disse Célio Haddad, professor do Instituto de Biociências da Unesp. A pesquisa integra o Projeto Temático “Diversity and conservation of Brazilian amphibians”, coordenado por Haddad e financiado pela FAPESP no âmbito do programa BIOTA.

O microbioma funciona como uma espécie de ecossistema que dificulta a ação de patógenos invasores. Para verificar qual seria a composição do microbioma na pele dos anfíbios da Mata Atlântica, habitando áreas de mata contínua ou mata degradada, os pesquisadores precisavam escolher uma espécie que não fosse exclusiva e que vivesse em ambas.

Precisaria também ser uma espécie com certo grau de tolerância ao fungo Batrachochytrium dendrobatidis, ou Bd. Ou seja, uma espécie cujo maior ou menor grau de tolerância individual pudesse ser associada à diversidade do microbioma cutâneo de cada indivíduo e avaliada de acordo com o local que habita.

A candidata eleita foi a pererequinha-do-brejo (Dendropsophus minutus), com moderada tolerância ao fungo e distribuição ampla na Mata Atlântica, tanto em ambientes de mata fechada como em áreas fragmentadas ou abertas.
Em 2010, os pesquisadores estudaram 10 populações de D. minutus em áreas da Mata Atlântica em São Luiz do Paraitinga (SP) e outras 10 populações da Mata de Araucárias, na Serra Gaúcha, em áreas degradadas e íntegras.
Foram amostrados cerca de 600 indivíduos. Entre esses, foram selecionados 187 indivíduos para estudo molecular. “Usamos luvas descartáveis para manusear cada animal, que foram limpos em campo com água destilada. Em seguida, usamos cotonetes para coletar material cutâneo de cada espécime, que foi armazenado em frascos estéreis”, disse outro autor do estudo, Guilherme Becker, pós-doutorando na Unesp na época e atualmente professor visitante do PPG de Ecologia da Unicamp.

Foi realizado o sequenciamento genético do material cutâneo coletado de cada indivíduo. “O processo gerou uma lista de bactérias presentes em cada indivíduo e em qual abundância. O resultado foi uma base de dados enorme, uma vez que cada indivíduo tinha centenas de bactérias”, disse Becker.
Os pesquisadores empregaram técnicas estatísticas para estabelecer relações e inferir padrões na base de dados. “Pela abordagem molecular, podemos verificar a carga de infecção do patógeno em relação à diversidade da biota cutânea de cada indivíduo. A partir daquele banco de dados, conseguimos gerar outros índices de diversidade, como o número de espécies de bactérias, sua abundância relativa e sua diversidade filogenética”, disse Becker.

Haddad conta que foi observado, em áreas abertas ou degradadas, que a composição do microbioma cutâneo é menos diversificada em termos de espécies de bactérias e menos homogênea entre os indivíduos.

“Em contraposição, nas áreas de floresta íntegra a composição do microbioma mostrou-se mais homogênea entre os indivíduos e mais diversificada em termos de microrganismos”, disse.
Os autores do estudo constataram que nas pererequinhas-do-brejo dos ambientes de floresta natural a diversidade do microbioma era maior. “O desmatamento diminuiu a diversidade da microbiota cutânea das pererequinhas, mas é difícil afirmar categoricamente que este empobrecimento da microbiota aumenta o risco de infecção pelo fungo”, disse Becker.

O pesquisador explica que, uma vez que um anfíbio é infectado pelo fungo Bd, a quantidade de bactérias aumenta muito em um primeiro momento, talvez pelo comprometimento do sistema imune causado pelo ataque de bactérias oportunistas.

“Os animais começam a ficar doentes, a pele fica mais grossa, o fungo cobre a pele. Uma vez que eles ficam muito doentes a carga de bactérias despenca. É um sinal ruim.

Significa que o microbioma está em disbiose [ou em crise]. Quando a quantidade de bactérias cai dramaticamente, o anfíbio geralmente morre”, disse Becker.
A ecologia da quitridiomicose é ainda mais complexa. O fungo Bd se espalha pelo meio ambiente por meio de esporos suspensos na água de lagoas e rios.

“É uma das piores epidemias atuais. Nenhuma outra doença de vertebrados atua como o fungo Bd. Trata-se de um patógeno generalista que prolifera melhor nos ambientes naturais, o que não favorece em nada os anfíbios. Por isso a quitridiomicose é tão devastadora”, disse Becker.

Endêmica na Mata Atlântica

A quitridiomicose está dizimando não apenas as espécies conhecidas de anfíbios, mas centenas ainda desconhecidas da ciência. Na doença, o fungo Bd se instala na pele, afetando a respiração e a fisiologia dos hospedeiros. O Bd é endêmico na Mata Atlântica brasileira, onde infecta inúmeras espécies, com maior ou menor suscetibilidade.

A suscetibilidade dos anfíbios ao fungo Bd varia bastante. Há espécies muito tolerantes, como é o caso da rã-touro norte-americana (Lithobates catesbeianus), espécies com tolerância intermediária e muitas outras onde a mortalidade pode chegar a 100%. A doença está espalhada pelas três Américas, mas também atinge a Austrália, Europa, Nova Zelândia e partes da África.

Os anfíbios apresentam mais de um sistema respiratório. Na fase do girino, respiram por meio de brânquias, como os peixes. Já na fase adulta, os anfíbios dependem principalmente da respiração cutânea, que podem associar ou não, dependendo do grupo, à respiração pulmonar e à respiração por meio da cavidade oral.

Quando o fungo Bd se instala na pele, ele ataca a queratina, principal proteína constituinte do tecido cutâneo, levando a uma maior impermeabilidade da pele do anfíbio, o que interfere na troca de gases com o meio ambiente.
A quitridiomicose atualmente é endêmica na Mata Atlântica brasileira, ainda que aqui ela ainda não seja tão devastadora como nas matas da Costa Rica, por exemplo, onde diversas espécies de anfíbios já desapareceram. Há relatos de pesquisadores dando conta de áreas antes livres da doença e que, em um ano, encontravam-se repletas de anfíbios, e no ano seguinte não se achou mais nenhum.

Não se sabe ao certo a razão pela qual a quitridiomicose é mais severa na Costa Rica e, aparentemente, mais branda entre as populações de anfíbios da Mata Atlântica. Talvez nem sempre tenha sido assim. Sabe-se que, no final dos anos 1970, houve um grande declínio entre as populações de anfíbios da Mata Atlântica.

“No fim da década de 1970 observamos o pico da prevalência do fungo Bd na pele de anfíbios depositados em museus, em relação aos animais depositados antes ou depois. Possivelmente, foi esse fungo que causou os declínios de populações de anfíbios na Mata Atlântica daquela época. Tudo isso coincide com declínios em massa ocorridos na mesma época em outros locais, como os Estados Unidos, os Andes e a Austrália”, disse Becker.

Segundo ele, o próximo passo da pesquisa é identificar se existem bactérias do microbioma dos anfíbios que conferem maior resistência à proliferação do fungo Bd na Mata Atlântica. Ao descobrir qual agente combate o fungo, pode ser possível formular probióticos para tentar proteger populações de anfíbios endêmicos ainda não afetadas, ajudando o microbioma a combater o fungo.
O artigo Land cover and forest connectivity alter the interactions among host, pathogen and skin microbiome (doi: 10.1098/rspb.2017.0582), de C. G. Becker, A. V. Longo, C. F. B. Haddad e K. R. Zamudio, está publicado em http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/284/1861/20170582. 

 

 

Fungo letal a anfíbios está disseminado pela Mata Atlântica

19 de fevereiro de 2015

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – Uma doença infecciosa e letal tem sido apontada como uma das principais causas do declínio mundial e da perda de espécies de anfíbios – os animais mais ameaçados de extinção no planeta.
Trata-se da quitridiomicose – doença que infecta células com queratina da epiderme de anfíbios adultos, causando desequilíbrio nas trocas gasosa, de água e de eletrólitos pela pele desses animais e levando-os à morte por parada cardíaca. Em girinos, o fungo degrada a queratina dos dentículos, dificultando a alimentação e prejudicando o crescimento.

“Ao permanecer mais tempo como girinos e metamorfosear com tamanhos menores, esses animais têm mais chances de serem predados na natureza, o que pode provocar o declínio dessa população”, disse Luís Felipe Toledo, professor do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), à Agência FAPESP.

Um estudo coordenado por ele e realizado por um consórcio de pesquisadores de universidades e instituições de pesquisa do Brasil e dos Estados Unidos no âmbito do projeto “Into the heart of an epidemic: a US-Brazil collaboration for integrative studies of the amphibian-killing fungus in Brazil”, apoiado pela FAPESP, revelou que o fungo causador da quitridiomicose – o Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) – está amplamente disseminado pela Mata Atlântica e já se encontra presente em outros biomas brasileiros, como a Amazônia e o Cerrado.

Além disso, o Brasil tem uma linhagem nativa e outra híbrida do fungo, provavelmente mais virulenta do que a pandêmica em circulação pelo mundo, apontou o estudo.

“Constatamos que o Batrachochytrium dendrobatidis [Bd] não está mais restrito à Mata Atlântica e há pelo menos duas linhagens do fungo exclusivas no Brasil”, disse Toledo.
De acordo com o pesquisador, já se sabia, desde o começo dos anos 2000, da presença do fungo Bd na Mata Atlântica – bioma com a maior diversidade de anfíbios do país e onde esses animais sofrem os maiores riscos de extinção em razão de fatores como a destruição de habitats e a introdução de espécies invasoras.
Com o projeto apoiado pela FAPESP, realizado com o intuito de aumentar o conhecimento sobre a ecologia e a evolução da quitridiomicose nas Américas – onde os surtos da doença têm sido mais devastadores –, os pesquisadores identificaram que o fungo Bd está presente em uma ampla variedade de habitats e regiões da Mata Atlântica.

Até o início do projeto, o fungo havia sido detectado em cerca de 110 espécies de anuros (sapos) em vários habitats, principalmente nas porções sul e sudeste da Mata Atlântica, e em duas espécies de anuros do Cerrado – dois biomas com o maior número de espécies de anfíbios ameaçados de extinção no mundo.
Em um artigo já aceito para publicação na revista Diseases of Aquatic Organisms, os pesquisadores relatam que identificaram espécies de anuros infectados pelo fungo capturados na natureza também na região norte da Mata Atlântica, nos Estados da Bahia, Pernambuco e Minas Gerais.
Em outro artigo aceito para publicação na revista North-Western Journal of Zoology, eles também descrevem ter identificado exemplares de espécies de sapos da Mata Atlântica ameaçadas de extinção infectadas pelo fungo. Com isso, o número de espécies de anuros infectados por Bd na Mata Atlântica saltou para 128.

“Os resultados do nosso estudo indicam que o fungo Batrachochytrium dendrobatidis está presente em toda a Mata Atlântica e que atua como um agente patogênico generalista no bioma, infectando famílias de anuros com maior diversidade de espécies”, afirmou Toledo.
No artigo, os pesquisadores também relatam o primeiro registro de uma espécie de anuro capturado na natureza infectado pelo fungo na Amazônia, no Estado do Pará.
Até então, o único registro de anfíbio infectado na Amazônia era o de girinos de rã-touro (Lithobates catesbeianus) obtidos em um ranário comercial, disse Toledo.

“Estimamos que a presença do fungo Batrachochytrium dendrobatidis na Amazônia seja recente e menos abundante do que na Mata Atlântica”, afirmou o pesquisador. “Na Mata Atlântica, aproximadamente 40% dos anfíbios têm o fungo, enquanto na Amazônia a prevalência parece ser menor”, comparou.

Linhagem brasileira

Os pesquisadores também constataram que, além da linhagem pandêmica (Bd-GPL) do Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), a Mata Atlântica também tem um linhagem “genuinamente brasileira”, batizada de Bd-Brazil, e outra linhagem híbrida entre o Bd-GPL e o Bd-Brazil, chamada Bd-Hybrid.

A descoberta da linhagem híbrida, descrita em artigo publicado na revista Molecular Ecology e, posteriormente, caracterizada em um artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy os Sciences of the United States of America (PNAS), supreendeu os pesquisadores porque, até então, estimava-se que o fungo Bd se reproduzisse de maneira assexuada (sem a conjugação de material genético).
“A existência dessa linhagem híbrida indicou que tanto a linhagem Bd-Brazil como a Bd-GPL são capazes de se reproduzir de forma sexuada”, explicou Toledo.

Outra descoberta recente dos pesquisadores foi a de que a linhagem híbrida pode ser mais virulenta do que as linhagens brasileira e pandêmica do fungo, que causa perda e extinção de espécies em países da América Central, como o Panamá, além da Austrália e no oeste dos Estados Unidos.
Uma das razões para isso é que o fungo híbrido é maior e possui mais conteúdo de DNA do que as linhagens pandêmica e brasileira. Com isso, poderia produzir mais proteínas e enzimas que aumentariam a sua eficiência na infecção de anfíbios.

O fungo se propaga pela água. Os esporos flagelados (zoósporos) nadam até encontrar outro anfíbio, onde se convertem em cistos e se transformam em zoosporângios – onde os zoósporos se desenvolvem, explicou Toledo.

“Há uma relação entre a morfologia e o potencial de infecção do fungo”, disse Toledo. “A cepa pandêmica, por exemplo, pode ser maior, com zoósporos e zoosporângios com diâmetro maior do que os da linhagem brasileira do fungo e, consequentemente, mais virulenta”, explicou.
De acordo com o pesquisador, a existência na Mata Atlântica das três linhagens do fungo – incluindo a mais ancestral – sugeriu a hipótese de o patógeno ter surgido no bioma ou em outro lugar na América do Sul.
Os resultados dos estudos obtidos até o momento, contudo, apontam que ainda é prematuro e impossível indicar de forma inequívoca a origem geográfica do fungo e como ele poderia ter se disseminado pelo mundo, disse Toledo.
“Trabalhamos com a hipótese de que a linhagem brasileira se originou e permaneceu no Brasil e, mais recentemente, ter chegado ao país a linhagem pandêmica e as duas terem se hibridado”, afirmou.

Possíveis origens

Segundo os pesquisadores, desde a descoberta do fungo Bd em 1998 e da ligação dele com o declínio de espécies de anfíbios no mundo, têm sido levantadas diversas hipóteses para tentar explicar o surgimento e a transformação da quitridiomicose em uma doença pandêmica.

Uma delas é que o comércio internacional para consumo humano de rã-touro americana (Lithobates catesbeianus) – que é altamente resistente e frequentemente infectada pelo fungo – tenha contribuído para a propagação internacional da doença.

Os resultados do estudo realizados pelos pesquisadores brasileiros indicaram, porém, que o fungo Bd já estava presente no Brasil muito antes de essa espécie de rã nativa da América do Norte – que se tornou invasora no oeste da América do Norte, na América do Sul, na Europa e na Ásia – ter sido introduzida no Brasil, em meados da década de 1930.
“O comércio internacional de rã-touro pode ter contribuído para a propagação mundial da quitridiomicose, mas não foi o fator fundamental. O problema, agora, é que há ranários exportando animais infectados com a linhagem brasileira do fungo, que consegue se reproduzir de forma sexuada. Isso pode agravar ainda mais o problema em outros lugares do mundo”, disse Toledo.

Os pesquisadores encontraram durante o estudo exemplares de rã-touro americana criados em ranários na América do Sul e comercializadas nos Estados Unidos infectados com a linhagem brasileira do fungo.
“Não sabemos se as rãs foram exportadas para esses países pelo Brasil ou pelo Uruguai, mas deveria ter algum mecanismo de controle e segurança nesses países para evitar que a situação se agrave com o passar do tempo”, alertou Toledo.

Danos às espécies

Segundo o pesquisador, não há uma estimativa oficial do número de espécies de anfíbios que sofreram declínio ou foram extintas no Brasil e em outros países em razão da quitridiomicose porque o fungo só foi descrito em 1998.
O que se sabe é que o fungo já infectou mais de 500 espécies de anfíbios em uma grande variedade de habitats aquáticos e terrestres nas Américas, e que os maiores declínios foram registrados em regiões com maior diversidade de espécies.

“Há uma interação entre a espécie, o fungo e as condições ambientais, como o clima e relevo, que interferem na dinâmica e na propagação da doença”, disse Toledo.
Em estudo também publicado na revista Diseases of Aquatic Organisms com anuros de três regiões da Mata Atlântica com níveis variados de altitude, os pesquisadores relatam que a prevalência e a intensidade da infecção pelo fungo Bd são maiores em altitudes mais elevadas.

Uma das explicações é que as regiões mais altas apresentam condições favoráveis para o crescimento e a propagação do fungo, como a temperatura baixa e chuva.
Além de anuros, o fungo ataca cecílias e salamandras e não apresenta risco para os humanos, afirmou Toledo.
“Ao entender melhor a ecologia e a fisiologia do fungo e como a doença se propaga será possível identificar melhor áreas para conservação e monitoramento de espécies e outras medidas de contenção do avanço da quitridiomicose”, avaliou.

O artigo Chytrid fungus acts as a generalist pathogen infecting species-rich amphibian families in Brazilian rainforests (doi: 10.3354/dao02845), de Valencia-Aguilar e outros, poderá ser lido na revista Diseases of Aquatic Organisms.

O artigo Batrachochytrium dendrobatidis in near threatened and endangered amphibians in the southern Brazilian Atlantic Forest, de Preuss e outros, poderá ser lido na revista North-Western Journal of Zoology em http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-294X.2012.05710.x/abstract;jsessionid=022DC05DC4F5FD33A9CF7F487CF58573.f01t02.

O artigo Complex history of the amphibian-killing chytrid fungus revealed with genome resequencing data (doi: 10.1073/pnas.1300130110), de Rosenblum e outros, pode ser lido por assinantes da revista PNAS em http://www.int-res.com/abstracts/dao/v97/n3/p173-184/.

E o artigo Interaction between breeding habitat and elevation affects prevalence but not infection intensity of Batrachochytrium dendrobatidis in Brazilian anuran assemblages (doi: 10.3354/dao02413), de Gründler e outros, pode ser lido na revista Diseases of Aquatic Organisms em http://www.int-res.com/abstracts/dao/v97/n3/p173-184.