Seres das profundezas

Vermes marinhos revelam surpreendentes estratégias adaptativas às águas frias e escuras da costa brasileir.

CARLOS FIORAVANTI | Edição 221 - Julho de 2014

© YOSHIHIRO FUJIWARA (JAMSTEC)

Verme comedor de ossos: Osedax fêmea ampliada com os minúsculos machos aderidos ao seu corpo.

Trabalha-se com entusiasmo no laboratório do biólogo Paulo Sumida no Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo. Na tarde de 1º de abril, diante de um computador em uma mesa entre estantes com livros e organismos marinhos mantidos em potes plásticos com álcool, Olívia Soares Pereira, a mais nova integrante do grupo, ainda na graduação, empolgava-se como uma torcedora de futebol vendo um filme em alta definição sobre o fundo do mar em um dos computadores, com animais peculiares como um polvo com membranas entre os tentáculos, uma estrela-do-mar vermelha e corais alongados que crescem sobre morros cobertos de asfalto que vazou da terra. 

O filme, que lembrava os da National Geographic na TV, era um registro da viagem realizada em abril de 2013 em um submarino japonês a regiões nunca antes exploradas a mais de 4 mil metros de profundidade do litoral do Espírito Santo ao Rio Grande do Sul.
A todo momento ela e os colegas que começaram a ver os filmes – foram feitas quase 100 horas de filmagem – se perguntavam como os organismos se organizavam e, enfim, por que eram daquele jeito. Um dos organismos já examinados, que exemplifica as peculiaridades da vida no fundo do mar, é um verme marinho – um poliqueta – comedor de ossos do gênero Osedax. “As fêmeas têm um harém de machos anões, às vezes mais de 100 machos, grudados em seu corpo”, descreve Sumida, acrescentando uma curiosidade: esses poliquetas são também chamados de vermes-zumbi, por colonizar carcaças e viver entre animais mortos. O corpo das fêmeas consiste em um tentáculo vermelho com quatro a cinco centímetros de comprimento. Em uma das extremidades, a que fica para fora do osso que estão digerindo, estão os palpos, rugosidades que funcionam como brânquias, filtrando oxigênio da água. A outra extremidade se ramifica e se fixa sobre o interior dos ossos como a raiz de uma planta. Os ovários, junto a essa base, são bem grandes, e os machos, de poucos milímetros de comprimento, vivem no tubo gelatinoso da fêmea, muito próximo ao oviduto, canal que serve para a passagem dos ovos.

© YOSHIHIRO FUJIWARA (JAMSTEC)

Verme Osedax fêmea

As fêmeas se impõem desde cedo sobre o destino dos machos. Ao sair do ovo, a larva poderá crescer e formar outra fêmea se aderir a um osso. Se encontrar à frente o corpo da fêmea, porém, não crescerá e será apenas um macho anão, como resultado provável da ação de substâncias químicas liberadas pelo contato com o corpo da fêmea. “É uma adaptação evolutiva bastante interessante”, comenta Sumida.
Se machos e fêmeas fossem do mesmo tamanho, ele diz, a competição por alimento e a dificuldade de encontrar um parceiro sexual seriam maiores.

A situação atual, provavelmente a única que sobreviveu ao longo de milhões de anos, permite que a fêmea possa produzir milhares de ovos e, ao mesmo tempo, evitar a competição por alimento com os pequeninos machos. “Os óvulos são maiores e não poderiam ser produzidos por fêmeas pequenas, enquanto o espermatozoide pode ser produzido em grande número por animais pequenos”, observa o biólogo. Segundo ele, outro exemplo desse fenômeno é o peixe-diabo, outro ser das profundezas marinhas. O macho é minúsculo e se prende ao corpo da fêmea, muito maior. “Quando um macho encontra uma fêmea, gruda e não sai mais. Torna-se um parasita da fêmea, a ponto de o tecido do macho fundir-se com o da fêmea.”

© PAULO Y. G. SUMIDA (IO/USP)

O submarino Shinkai, antes de mais uma expedição no fundo do mar

Sumida pôde estudar esse verme – uma espécie ainda não descrita de poliqueta e a primeira do Atlântico – porque ele e os colegas do Japão, de São Paulo, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Rio de Janeiro e Espírito Santo, quando passaram com o submarino na chamada Dorsal de São Paulo, a cerca de 700 quilômetros do litoral de São Paulo, tiveram a sorte de encontrar os ossos da cauda de uma baleia, depois identificada como uma minke-antártica com cerca de oito metros de comprimento e morta no assoalho marinho provavelmente entre cinco e 10 anos.

Era a primeira carcaça de baleia encontrada em mar profundo (a 4.200 metros de profundidade, neste caso) na costa da América do Sul. Coletaram nove vértebras, já degradadas, tomadas por esses poliquetas. “Já encontramos três morfotipos [variações morfológicas] diferentes de Osedax, mas todos geneticamente idênticos”, diz Sumida. “Associados aos ossos encontramos 25 espécies de organismos marinhos e vários outros dentro dos ossos, principalmente poliquetas, todos provavelmente ainda não descritos.” Depois de dois anos de planejamento e autorizações, o submarino Shinkai 6.500, operado a partir do navio oceanográfico japonês Yokosuka, explorou as águas brasileiras como parte de uma viagem mundial. O submarino leva duas horas para descer até o fundo do mar a 4 mil metros e pode permanecer lá embaixo por até oito horas.
Em junho de 2013, dois meses depois da viagem ao fundo do mar, Sumida, desta vez a bordo do navio oceanográfico da USP, o Alpha-Crucis, participou de outra operação inusitada: o lançamento, em pontos predeterminados a 1.500 e 3.300 metros de profundidade, de estruturas metálicas contendo ossos de baleia e placas de madeira e de plástico, com o propósito de saber que organismos as colonizam e assim conhecer melhor os processos de transformação da matéria orgânica que se passam nas águas frias e escuras do fundo do mar. Os materiais devem ser resgatados em outubro deste ano e os achados, comparados com os ossos e madeiras depositados na costa do estado de Washington por pesquisadores da Universidade do Havaí.

© JAPAN AGENCY FOR MARINE-EARTH SCIENCE AND TECHNOLOGY (JAMSTEC)

Os ossos da coluna vertebral de uma baleia encontrados a 4.200 metros de profundidade e coletados para análise

“Conhecemos pouco dos mares profundos”, diz Sumida, que há 20 anos fez o mestrado sobre organismos de mar profundo e depois desceu seis vezes no fundo do mar – seu recorde, antes do ano passado, tinha sido em 1999, quando chegou a 1.200 metros na costa da Califórnia no submarino Alvin, dos Estados Unidos. Um dos levantamentos mais abrangentes da biodiversidade marinha nacional foi o Programa de Avaliação do Potencial Sustentável de Recursos Vivos na Zona Econômica Exclusiva (Revizee). Concluído em 2003, o Revizee reuniu 150 especialistas de 40 instituições nacionais de pesquisa que dimensionaram os estoques de 50 espécies de peixes e crustáceos, incluindo os de águas profundas, a uma distância de até 350 quilômetros da costa (ver Pesquisa FAPESP nº 83). Em 2010, o Brasil, um dos líderes em biodiversidade terrestre, com cerca de 20% das formas de vida encontradas no planeta, apareceu em uma posição modesta, com 9.101 espécies de organismos marinhos, o equivalente a 4% do total, no Censo de Vida Marinha, que reuniu 2.700 especialistas de 80 países durante 10 anos (ver Pesquisa FAPESP nº 176). Como indicação concreta de que ainda há muito por fazer, em caixas com potes com álcool mantidos em outra sala estão a estrela-do-mar vermelha, um caranguejo e outros seres das profundezas esperando a vez de serem examinados.

Projeto

Biodiversidade e conectividade de comunidades bênticas em substratos orgânicos (ossos de baleia e parcelas de madeira) no Atlântico sudoeste profundo – BioSuOr (11/50185-1); Modalidade Progama Biota – Projeto Temático; Pesquisador responsável Paulo Yukio Gomes Sumida (IO-USP); Investimento R$ 1.443.516,15 (FAPESP).

O Ecossistema dos Açores

 

O ecossistema dos Açores pode ser considerado um micro ecossistema oceânico do Atlântico Norte na qual se podem definir para efeitos de gestão e conservação ecossistemas particulares correspondentes às estruturas topográficas do mesmo da qual se destacam as zonas costeiras das ilhas, os montes submarinos e a fontes hidrotermais (Fig. 1). O conhecimento das dinâmicas a várias escalas destes ecossistemas e as suas interacções no macro ecossistema do Atlântico Norte são ainda limitados. A estrutura de gestão associada a este ecossistema oceânico é por si só complexa sendo por exemplo a região abrangida pelas convenções OSPAR, Comissão de Pesca do Atlântico Nordeste (NEAFC), Comité Internacional para a Exploração do Mar (CIEM), Comité Internacional para a Conservação do Atum do Atlântico (ICAAT) e Comité das Pescas para o Atlântico Central Este (CECAF). Os Açores estão no limite sul abrangido pelas áreas da Convenção OSPAR, ICES e NEAFC correspondendo a uma zona de transição latitudinal das características do ambiente e da fauna (40º-50º N) e ao limite da distribuição (norte ou sul) de alguns recursos como os atuns.

O ecossistema dos  tem sido definido como oceânico, caracterizado por uma abundante área abissal (profundidade média de 3000m) por uma estreita ou ausente plataforma costeira e pontuado por alguns bancos e montes submarinos (Fig. 1). As estruturas predominantes nesta área são os montes submarinos com uma densidade média de 3.3 picos por 1000m². Estas estruturas apresentam uma grande variedade na amplitude de tamanho, forma, profundidade do pico e inclinação sugerindo que podem na prática ser considerados como que micro ecossistemas.

 

Os montes submarinos são caracterizados também por apresentarem padrões de circulação oceanográfica específicos como correntes amplificas junto ao substrato, padrões circulares de correntes e mistura vertical. São por isso considerados importantes habitats para a fauna bentônica e bentopelágica podendo ser afectados por factores externos distantes. Contudo, o conhecimento das espécies e das dinâmicas físicas e biológicas associadas a estas estruturas a diferentes escalas é ainda limitado, particularmente no contexto do ecossistema oceânico como o dos Açores.

 

A mais importante estrutura topográfica da região é a Crista Média Atlântica que segue um curso para sul desde a Islândia atravessando o arquipélago entre o grupo ocidental e o grupo central. A topografia nesta área é acidentada e constituída por ‘picos’ muito irregulares. Os montes submarinos e as fontes hidrotermais estão geralmente associadas a esta estrutura, embora os montes submarinos ocorram também de forma isolada na bacia. A crista funciona como uma barreira limitando as trocas de massas de água entre as bacias de Este e Oeste. Contudo, ao longo da crista encontram-se várias fracturas, Charlie Gibs, Faraday, Maxwell e Kurchatov, correspondendo a vales profundos que correm paralelamente à crista. A principal comunicação entre o bloco Este e Oeste da crista efectua-se por estas áreas de fractura afectando assim toda a circulação oceanográfica do atlântico norte.

 

(Fonte: Pinho, M. R. & Menezes, G. (2009), Pescaria de Demersais dos Açores. Boletim do Núcleo Cultural da Horta, 18: 85-102)

BIOTA-FAPESP lança e-book sobre organismos bentônicos

02/04/2012

Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – O programa BIOTA-FAPESP lançou o e-book (livro eletrônico) Biodiversidade e ecossistemas bentônicos marinhos do Litoral Norte de São Paulo, Sudeste do Brasil. Em 550 páginas ilustradas, a publicação apresenta um inventário integrado da fauna associada aos substratos marinhos – os organismos bentônicos – no Litoral Norte paulista. Essa biota, altamente diversa e complexa, inclui organismos importantes nos ciclos biogeoquímicos dos mares e oceanos.

Obra disponível gratuitamente apresenta de forma acessível resultados de Projeto Temático que realizou inventário sobre a biodiversidade e os ecossistemas bentônicos marinhos do Litoral Norte paulista (reprodução)

O conteúdo é resultado do Projeto Temático “Biodiversidade bêntica marinha no Estado de São Paulo”, financiado pela FAPESP entre 2000 e 2005 e coordenado por Antonia Cecília Zacagnini Amaral, do Departamento de Zoologia do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
Organizado por Amaral e por Silvana Henriques Nallin, do Laboratório de Biologia Marinha do Instituto de Biologia da Unicamp, a produção do e-book envolveu mais de uma centena de pesquisadores das áreas de zoologia, taxonomia e ecologia.

Segundo Amaral, os bentos têm um papel fundamental no fluxo de energia, em diferentes níveis tróficos, das cadeias e teias alimentares marinhas e estuarinas. O livro consolida os dados obtidos no âmbito do Programa BIOTA-FAPESP por um levantamento amplo, consistente e integrado dessa biota no Litoral Norte paulista.
“O objetivo principal do trabalho consistiu em disponibilizar os dados obtidos no projeto de uma forma mais sintética e básica, para que eles ficassem acessíveis a alunos de graduação, especialistas de todos os níveis e principalmente para os órgãos governamentais, que podem utilizar essas informações para o desenvolvimento de políticas públicas de conservação”, disse Amaral à Agência FAPESP.
O formato de e-book foi escolhido para que fosse possível ampliar ao máximo o acesso do público. “Os resultados mais específicos do projeto de pesquisa – que trataram de temas como dinâmica populacional, reprodução de organismos e descrição de novas espécies – foram publicados em revistas internacionais. O e-book, por outro lado, apresenta informações de fácil compreensão”, afirmou Amaral.
“Fizemos coletas, no Litoral Norte de São Paulo, na gama mais variada de substratos marinhos que conseguimos, no maior número possível de praias, em áreas arenosas, em costões, no substrato submerso e na fauna associada a algas. Depois de reunir todo o material, convidamos taxonomistas especializados em diversos grupos para analisá-los”, disse.

Ecossistemas

Além de uma introdução sobre o contexto do Litoral Norte de São Paulo e uma descrição das metodologias utilizadas na obra, o livro é dividido em duas partes principais: “Biodiversidade” e “Ecossistemas”.
“Na parte sobre a biodiversidade, 63 taxonomistas tratam do conhecimento adquirido sobre a diversidade das espécies. Para determinados grupos biológicos, não havia especialistas em São Paulo, por isso convidamos pesquisadores de outros estados e países que eram ligados ao BIOTA-FAPESP. Esses especialistas, além de participar do projeto, capacitaram alunos brasileiros para trabalhar com esses grupos”, explicou Amaral.
A parte sobre biodiversidade descreve o estado atual do conhecimento sobre a taxonomia de cada um dos grupos mais comuns de organismos bentônicos nos diferentes ecossistemas da região.
“O que dá mais consistência a essa descrição do estado do conhecimento sobre a macrofauna bentônica é que sua produção contou com a participação de especialistas em cada um dos grupos. O trabalho não foi feito de forma generalizada”, afirmou Amaral.
A parte sobre ecossistemas reúne um conjunto de artigos de cunho ecológico, elaborado a partir do trabalho de base feito sobre a taxonomia. “A seção ecológica do livro tem foco nos ambientes e relaciona todos os grupos de espécies que constam na parte sobre a biodiversidade, em relação aos diferentes ecossistemas”, disse Amaral.
Com esses dados, é possível associar a ocorrência de determinadas espécies a ambientes específicos, com diferentes morfodinâmicas.
“Se temos um ambiente específico, como uma praia de areia fina e compacta, na qual as ondas se dissipam, podemos determinar quais são as espécies que provavelmente se adaptam a essas condições e que têm maior probabilidade de ali ocorrer”, disse Amaral.

• Biodiversidade e ecossistemas bentônicos marinhos do Litoral Norte de São Paulo, Sudeste do Brasil
  Organizadores: Antonia Cecília Zacagnini Amaral e Silvana Henriques Nallin
  Lançamento: 2012
  Páginas: 573
  Mais informações: www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000812694&opt=1