quinta-feira, 19 de dezembro de 2019

Descobertas chocantes nos rios da Amazônia

Existem três espécies de poraquês, peixes capazes da maior descarga elétrica entre seres vivos, e não apenas uma

Electrophorus voltai produz a descarga elétrica mais forte já registrada em seres vivos

Leandro Lousa / UFPA

O poraquê, peixe elétrico típico da Amazônia, é estudado pelo zoólogo brasileiro Carlos David de Santana, pesquisador associado do Museu de História Natural Smithsonian, nos Estados Unidos, há quase 20 anos. Trata-se de bichos grandes – até mais de 2,5 metros (m) de comprimento – que ficam no fundo de partes rasas de rios e lagos e usam a eletricidade para se comunicar e capturar presas. Até agora, Electrophorus electricus era recorrente na pesquisa de Santana, a única espécie de poraquê, descrita em 1766 pelo taxonomista sueco Carl Lineu (1707-1778). Agora ele descobriu que esteve todo esse tempo trabalhando com E. varii, uma das espécies que ele e colaboradores acabam de descrever em artigo na revista Nature Communications (10 de setembro), mudando como se entende a biologia e a evolução desses animais.

Entrevista: Carlos David de Santana

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“Os poraquês são os únicos peixes elétricos que conseguem produzir uma descarga forte, que usam para capturar presas”, explica Santana. Os outros produzem apenas eletricidade fraca para comunicação. O campeão é E. voltai, também descrito agora, que consegue atingir 860 volts (V), tornando esse peixe o gerador de bioeletricidade mais forte de que se tem notícia. O nome é uma homenagem ao químico e físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), que se inspirou em peixes elétricos para desenvolver a primeira pilha capaz de gerar eletricidade constante.

Electrophorus electricus, que se acreditava presente em toda a Amazônia, vive apenas no escudo das GuianasRaphaël Covain / Muséum d'histoire naturelle

Para capturar os animais, Santana se protege com luvas de borracha ou sacos de plástico, embora os choques tenham duração muito curta e não provoquem o mesmo efeito de enfiar o dedo em uma tomada ou tocar em um fio desencapado. “Dói, mas a pessoa não fica grudada”, relata. “Depois de um tempo de trabalho, capturando poraquês com mais de 1,5 m, o suor recobre o corpo e faz com que as luvas deixem de proteger; os choques causam uma dormência no braço.” Para encontrá-los, ele conta com a ajuda dos habitantes ribeirinhos da Amazônia – que costumam saber onde se escondem os animais – e com um microfone e amplificador que detecta a eletricidade, identificando o som produzido pelo poraquê.

O grupo conseguiu reunir, entre coletas feitas especialmente para o projeto e amostras enviadas por colaboradores, 107 poraquês. Todos amarronzados e bastante parecidos, à primeira vista. Análises genéticas, ecológicas e variações na anatomia do corpo revelaram existir três espécies. E. electricus e E. voltai têm cabeças achatadas, a primeira em formato de U e a segunda mais ovalada. “Agora consigo reconhecer as espécies”, diz Santana.

Os rios dos planaltos, onde vivem duas das espécies de poraquê, têm águas translúcidas percurso acidentadoDavid de Santana / Smithsonian

E. electricus, a originalmente descrita por Lineu, é restrita ao escudo das Guianas, um planalto que inclui o norte da Amazônia brasileira, as Guianas e parte da Venezuela. Ao sul da Amazônia, no chamado escudo brasileiro, está E. voltai. E ao longo de toda a bacia do Amazonas, desde a região dos Andes peruanos até a foz do rio, vive o poraquê que foi batizado como E. varii. “As análises indicam que quando o Amazonas mudou de curso, ele fluía para oeste e passou a correr para leste, isso criou uma divisão entre os dois escudos que deve ter levado à formação de espécies distintas”, explica o pesquisador.

Ele e sua equipe caracterizaram ambientes distintos para os três poraquês. E. varii habita as várzeas do Amazonas, de águas turvas, nem sempre bem oxigenadas e com boa condutividade devido aos sedimentos que o rio traz dos Andes. As duas espécies dos escudos vivem em águas claras movimentadas e oxigenadas, às vezes com corredeiras e cachoeiras, menos condutoras de eletricidade. Talvez por isso tenha utilidade a forte descarga emitida por E. voltai. “Ainda não sabemos”, diz Santana. Ele ainda pretende estudar se essa espécie desenvolveu um órgão elétrico maior do que as outras.

Electrophorus varii (detalhe) vive nas águas turvas e lentas das várzeas do AmazonasDouglas Bastos / Inpa

As descobertas demonstram, segundo ele, quanta riqueza ainda está escondida na Amazônia. Além do conhecimento em si da biodiversidade, esses peixes estão associados a desenvolvimentos biotecnológicos. Os órgãos elétricos inspiraram Volta, e Santana conta que a nadadeira de peixes elétricos já serviu de modelo para o desenvolvimento de robôs subaquáticos. “Eles têm nadadeiras longas que permitem que nadem para frente e para trás ou que fiquem parados na água.”

O trabalho está inserido em um projeto coordenado pelo zoólogo Naércio Menezes, do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP), do qual Santana é pesquisador principal – uma colaboração entre a FAPESP e o Smithsonian. “Queremos fazer um inventário completo dos peixes elétricos, que existem na América do Sul e na África”, afirma Menezes – há cerca de 250 espécies conhecidas.

Ele já esperava encontrar novidades, portanto as espécies agora descritas não são uma surpresa completa. “Esperamos ainda achar mais espécies novas com coletas em lugares ainda não explorados para esses peixes”, diz. “O estudo completo do genoma de E. voltai deve trazer informações inéditas, que poderão ajudar a entender, por exemplo, a diferença da descarga forte produzida pelas diferentes espécies de poraquê.”

Projeto

Diversidade e evolução de Gymnotiformes (Teleostei, Ostariophysi) (nº 16/19075-9) Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável Naércio Aquino Menezes (USP); Investimento R$ 2.911.285,69.

Artigo científico

SANTANA, C. D. de, et al. Unexpected species diversity in electric eels with a description of the strongest living bioelectricity generator. Nature Communications. On-line. 10 set. 2019.

sexta-feira, 4 de outubro de 2019

Giant freshwater fishes are in alarming decline

The plunge in numbers of these enormous species is part of a broader downward trend in freshwater megafauna.

Amy Maxmen

Arapaima Management in River Japura - RDSM Sustainable Development Reserve Mamiraua — A fisherman on the Japurá River in Brazil hauls a freshwater megafish into a boat.Pulsar Imagens/Alamy

Freshwater megafish — giants weighing more than 30 kilograms that can live for decades — declined by more than 94% between 1970 and 2012, according to a recent study¹.

The findings, published on 8 August in the journal Global Change Biology, are part of an analysis that looked at the populations of enormous freshwater animals in the world’s rivers and lakes. The drop-off reflects a broader downward trend in the populations of freshwater megafauna — such as caimans and giant salamanders — around the world (see ‘Plunging populations’). The study authors estimate that the populations of big freshwater animals have fallen by 88%.

“It is sadly a very shocking result,” says Fengzhi He, a fish ecologist at Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries in Berlin and the lead study author. His team estimates that the megafauna populations that started dropping in the 1980s across swathes of Asia — including Cambodia, southern China, India and Afghanistan — have plummeted by 99%.

The team collected data on the populations of 126 large freshwater species from 72 countries. They analysed the data using the Living Planet Index, a statistical measure that adjusts for imbalances in the amount of information from various areas.

They expected megafish to be hit the hardest by human activities such as overfishing and loss of habitat, because many giant fish species mature late, have relatively few offspring and require large, intact habitats for migration. Their movements are increasingly hampered by hydroelectric dams in the world’s greatest river basins, such as the Mekong, Congo, Amazon and Ganges.

Of the more than 200 freshwater animal species in the world larger than 30 kilograms, 34 are categorized as critically endangered on the International Union for Conservation of Nature’s Red List of Threatened Species. But He cautions that researchers just don’t have enough information on many of the large freshwater species to determine their conservation status. It might be possible to help some species in danger of extinction to recover if scientists have accurate data on the animals’ populations, He says.
He hopes that his team's findings prompt more-detailed assessments in places such as southeast Asia before it’s too late. “I actually think it might be worse than we think in the Mekong Basin, where megafish like the Mekong giant catfish and the giant salmon carp have almost been eliminated,” He says.

doi: 10.1038/d41586-019-02403-z

Updates & Corrections

Correction 08 August 2019: This story originally stated that megafish populations that started to drop in the 1980s declined by 99%. It is megafauna that exhibited the decline.

References

1.
He, F. et al. Glob. Change Biol. https://doi.org/10.1111/gcb.14753 (2019).

Giant fish bucks population decline

João Vitor Campos-Silva

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Your choice of an arapaima fish (Arapaima gigas) to illustrate the alarming decline in giant freshwater fish is misleading (Nature http://doi.org/dbv4; 2019). This species is a conservation success, showing that it is still possible to reverse such megafauna declines.

Arapaima fish are harvested within a legal, sustainable, community-based arrangement pioneered by Brazil’s Mamirauá Sustainable Development Institute in 1999 (www.mamiraua.org.br). Use of this system in the Brazilian Amazon, regulated at the state and federal level, has led to the recovery of wild arapaima populations, with some increasing by more than 425% (J. V. Campos-Silva et al. Freshwater Biol. 64, 1255–1264; 2019).

Although arapaima in the Amazon basin followed the global decline in giant fish populations through the 1990s (F. He et al. Glob. Change Biol. http://doi.org/dbwb; 2019), this was subsequently corrected using management strategies based on stock assessments and government fishing quotas. Such measures have also led to an increase in arapaima populations inside a protected area in the Peruvian Amazon (see go.nature.com/2ndykbg; in Portuguese).

Nature 574, 36 (2019)

doi: 10.1038/d41586-019-02926-5