Aranhas - antes da primeira mordida

Aranha-gigante despeja sobre suas presas suco rico em enzimas que inicia a digestã.

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | ED. 249 | NOVEMBRO 2016

© LÉO RAMOS

Exemplares como esse de Nephilingis cruentata conseguem memorizar informações e aperfeiçoar instintos básicos, como os ligados à construção da teia

Com um volumoso abdômen estriado de amarelo e preto, as aranhas-gigantes impressionam por sua voracidade. Habituadas a comerem grilos, baratas e outros insetos, essas aranhas já foram flagradas consumindo presas bem maiores do que elas próprias, como lagartixas e até mesmo pequenas aves. Há tempos os especialistas em aracnídeos se perguntavam como tal proeza ocorria. Um trabalho coordenado pela bioquímica Adriana Lopes, do Instituto Butantan, em São Paulo, começa a apresentar algumas respostas.

Tão logo o jantar se enrosca na teia e é imobilizado pela injeção do veneno, as aranhas-gigantes (Nephilingis cruentata) regurgitam sobre ele um líquido espesso e amarronzado que dissolve seus tecidos, transformando-os em uma gororoba pastosa. Desse modo, as aranhas-gigantes conseguem se alimentar lentamente de suas presas, consumindo pequenas partes pré-digeridas. Por muito tempo se pensou que o líquido lançado sobre a presa fosse o próprio veneno, produzido por uma glândula próxima à boca das aranhas. Ao estudar a digestão da N. cruentata detalhadamente, o grupo de Adriana verificou que esse líquido, na verdade, é o fluido digestivo, rico em enzimas que a ajudam a digerir suas presas.

Facilmente encontradas em jardins, próximas a luminárias, em cantos de paredes ou canteiros de obras, as aranhas-gigantes apresentam um dimorfismo sexual marcante. As fêmeas em geral são bem maiores que os machos. Algumas podem chegar a 4 centímetros (cm) de comprimento. Os machos, por sua vez, têm em média 0,5 cm. Apesar do tamanho, grande o suficiente para deixar de cabelo em pé qualquer pessoa que tenha um leve temor de aranhas, seu veneno é inofensivo para os seres humanos. Nos insetos, porém, ele age sobre o sistema nervoso e causa paralisia — sem, no entanto, matar. As presas costumam estar vivas quando são cobertas pelo fluido e começam a ser parcialmente digeridas.

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Encontradas em jardins ou próximas a luminárias, essas aranhas podem ficar meses sem comer.

A curiosidade sobre a digestão da Nephilingis cruentata levou a equipe de Adriana a iniciar anos atrás a análise da composição química do fluido digestivo dessas aranhas. Em uma busca rápida nos arredores do Instituto Butantan, eles coletaram 10 exemplares. De volta ao laboratório, os pesquisadores os alimentaram e os induziram a produzir o fluido digestivo por meio de estímulos mecânicos e elétricos. Em seguida, fizeram a caracterização química das amostras. Os pesquisadores verificaram que o fluido digestivo era sintetizado nas células secretoras do intestino e que era muito rico em enzimas que quebram ou transformam proteínas, gorduras e açúcares em moléculas menores, que podem ser convertidas em energia mais facilmente. Ao todo, eles caracterizaram quase 400 enzimas, conforme descreveram em um estudo publicado em setembro na revista científica BMC Genomics.

Entre as carboidrases, enzimas que digerem carboidratos (açúcares), o grupo de Adriana identificou uma produção de grandes concentrações de quitinases, especializadas na degradação de quitina, polímero natural responsável pela dureza do exoesqueleto de artrópodes. Dentre as enzimas proteolíticas, que degradam proteínas, as astacinas foram as sintetizadas em maior quantidade. Essas enzimas são comumente encontradas na maioria dos seres vivos. Mas, segundo Adriana, é a primeira vez que se verifica a produção de uma variedade tão ampla de astacinas e em níveis tão elevados. “Identificamos 25 tipos de astacinas no fluido digestivo dessas aranhas”, ela diz.

Por meio de técnicas de bioinformática, os pesquisadores fizeram um estudo filogenético dessas enzimas. Softwares específicos analisaram as sequências de DNA que compõem os genes contendo a receita das astacinas da aranha-gigante e as compararam com as produzidas por outras aranhas e outros artrópodes. Os resultados sugerem que as aranhas evolutivamente mais primitivas produzem menos astacinas do que as que surgiram mais recentemente. Os dados apresentados no artigo ainda são preliminares, explica Adriana, mas dão margem para algumas interpretações. Uma delas é que a digestão em duas fases — uma extracorpórea e outra intracelular — seria uma característica selecionada ao longo de milhões de anos, permitindo a essas aranhas passar longos períodos sem se alimentar. “A Nephilingis cruentata pode ficar sem comer por até um ano”, conta Adriana. “Nessas aranhas, a superprodução dessas enzimas se justificaria pela necessidade de realizar uma digestão que aproveite ao máximo todos os nutrientes.”

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Após capturar sua presa, as aranhas regurgitam sobre elas um líquido que dissolve seus tecidos…

Uma evidência obtida pelo grupo de Adriana reforça essa hipótese. Ela e seus colaboradores verificaram que, após a aranha ingerir toda a presa, inicia-se uma segunda fase da digestão, agora dentro das células. Nas células do intestino, a parte dos nutrientes que não foi transformada pelo fluido digestivo é transportada para o interior dos vacúolos digestivos, compartimentos intracelulares repletos de enzimas que fragmentam proteínas provavelmente formados pela fusão dos lisossomos com vesículas contendo nutrientes. Em análises de microscopia, os pesquisadores identificaram grandes quantidades de açúcares e lipídios estocados em células de reserva conectadas ao intestino das aranhas-gigantes. Possivelmente é essa reserva que provê os nutrientes necessários para manter essas aranhas vivas durante os longos períodos de escassez de alimentos.

Indo à caça
 
Em uma linha de trabalho paralela à de Adriana, o biólogo Hilton Japyassú, no Instituto de Biologia da Universidade Federal da Bahia (UFBA), investiga a flexibilidade de comportamentos supostamente fixos da N. cruentata. Segundo ele, essas aranhas são capazes de memorizar informações e de aprender com as experiências vividas, aperfeiçoando instintos básicos como os ligados à caça e à construção da teia. Japyassú começou a estudar a espécie há quase 10 anos, quando ainda estava no Laboratório de Artrópodes do Instituto Butantan. Em suas pesquisas, ele verificou que essas aranhas podem alterar seu comportamento de caça ou de construção da teia de acordo com o tamanho das presas que pretendem capturar.

As aranhas-gigantes produzem dois tipos de fio de seda, um seco e outro mais viscoso. Para tecê-los, elas usam diferentes fiandeiras, estruturas associadas a glândulas de seda localizadas na parte de trás do abdômen. Os dois tipos de seda são usados em partes distintas da teia. Os fios secos, por exemplo, dão forma à estrutura da teia, constituída pelos raios; pela espiral seca, construída do centro para as bordas; pelos fios de quadro, que sustentam toda a espiral; e pelo refúgio, conectado à região central onde as aranhas ficam à espera da presa. Os fios viscosos, por sua vez, compõem a espiral adesiva da teia, responsável pela captura.

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… facilitando a ingestão de partes pré-digeridas

Quando apanham uma presa grande, as aranhas cortam os fios que sustentam a teia, fazendo-a envolver o futuro jantar e limitar os seus movimentos. Já as presas pequenas são imobilizadas com a injeção de veneno, que as paralisa. Parte dessa plasticidade é decorrente da memória de eventos predatórios anteriores. Segundo o pesquisador, as aranhas são capazes de se lembrar de diferentes aspectos de suas presas, como o tamanho ou o tipo, e também de se recordar do número de animais capturados previamente. Um indício disso é que as dimensões gerais, o formato e o espaçamento entre as espiras da teia levam em conta a frequência e o tamanho dos animais capturados.

A caçada começa quando a aranha direciona a sua atenção para certos setores da teia, geralmente aqueles em que as presas caem com mais frequência. Ela vigia esses setores mantendo tensionados alguns de seus fios com as pernas dianteiras. Essa tensão permite filtrar certos tipos de vibração e detectar as mais sutis. “Quanto mais famintas, mais as aranhas tensionam os fios”, explica o biólogo. “Desse modo, vibrações antes imperceptíveis, produzidas por presas pequenas, passam a ser alvo de sua atenção.” O passo seguinte da caçada é a captura. Assim que um inseto cai na teia, a aranha corre em direção à presa, aproxima-se dela e, a depender das circunstâncias, alimenta-se ali mesmo ou a envolve em mais fios de teia antes de levá-la para um refúgio onde se encontram as capturadas anteriormente.

Analisando a caça dessas aranhas, Japyassú constatou que essas táticas apresentam sinais filogenéticos. Isso significa que certos comportamentos evoluíram ao longo do tempo, sendo modificados e transmitidos para o repertório comportamental de outras aranhas de maneira sistemática como resposta a estímulos do ambiente em que elas vivem. É como se essas táticas envolvessem comportamentos cuja organização no cérebro das aranhas é facilitada. O que explicaria o aprimoramento de certos comportamentos? Para Japyassú, seria a capacidade de aprender, característica do cérebro. “À medida que a aranha vive novas experiências, certos comportamentos são aprimorados em resposta aos desafios impostos pelo ambiente.”

Artigos científicos
 
FUZITA J. F. et al. High throughput techniques to reveal the molecular physiology and evolution of digestion in spiders. BMC Genomics. v. 17 (716), p. 1-19. 2016.

JAPYASSÚ‚ H. F. et al. Predatory plasticity in Nephilengys cruentata (Araneae: Tetragnathidae): Relevance for phylo­geny reconstruction. Behaviour. v. 139 (4), p. 529-44. 2002.

Tardígrado, o animal mais resistente do planeta

Quarta - 21/01/2015

Pensa que já viu de tudo? Conheça o pequeno Tardígrado.

Imortal? Quase. Não seria exagero dizer que esse pequeno animal é de outro mundo. Seu nome? Tardígrado, também chamado de urso d’água ou leitões do musgo. Essas criaturas são na verdade invertebrados do filo Tardigrada, possuindo oito patas, cada pata possui de quatro a oito pequenas garras e seu corpo varia de 0,05 a 1,25mm. Vivem entre os musgos e liquens, podendo ser fortemente pigmentados, indo do laranja avermelhado ao verde oliva.

Esses animais possuem uma anatomia complexa, são recobertos de quitina e não existe sistema circulatório e nem aparelho respiratório, as trocas gasosas são realizadas de forma aleatória em qualquer parte do corpo. A grande maioria se alimenta sugando o conteúdo celular de bactérias ou de algas. São encontrados em todo o planeta, desde o fundo oceânico ao alto do Himalaia. Das mais de 600 espécies conhecidas, cerca de 300 foram descritas no Ártico e na Antártica, também foram catalogadas 115 espécies na Groenlândia.

Em Setembro de 2007, a Agência Espacial Europeia realizou uma pesquisa utilizando os tardígrados, colocando-os em uma cápsula espacial, a Foton-M3, e os enviou ao espaço. Resultado? Os bichinhos não só sobreviveram aos raios cósmicos, radiação ultravioleta e falta de oxigênio, mas ainda foram capazes de reproduzirem num ambiente tão inóspito. Para ter uma noção, no espaço, os raios ultravioletas são cerca de mil vezes mais intensos do que os encontrados na Terra. Ainda é um mistério sem explicação ou teoria para o motivo pelo qual estes animais conseguiram sobreviver por tanto tempo sem oxigênio e sendo bombardeado com altas doses de radiação cósmica.

Longevidade é uma das grandes características; podem viver até os 120 anos, um recorde para um animal com um tamanho tão pequeno. Como se não bastasse possuírem fantástico poder reparador, os Tardígrados simplesmente “desligam” seu metabolismo quando existem condições adversas como extrema seca. Possuem também a inacreditável capacidade de reparar o seu DNA de danos causados por radiação. Achou pouco? 

Mais de 75 mil atmosferas é a quantidade de pressão que ele suporta, isso equivale a dezenas de vezes a pressão enfrentada pelos animais dos locais mais profundos do oceano, nas zonas abissais. Suportam também imersões durante alguns minutos em temperaturas de 200 ºC (duas vezes mais quente que a água fervente da sua chaleira). Solventes como o álcool etílico a 96% ou éter não fazem nem cócegas neles.

Se os seres humanos forem expostos a 100 grays de radiação, ocorre à morte devido à falência do sistema nervoso central, o que resulta em perda da coordenação motora, distúrbios respiratórios, convulsões, estado de coma e finalmente a morte que pode ocorrer em cerca de um ou dois dias após a exposição. Já os “imortais” tardígrados suportam nada mais e nada menos que 5700 grays de radiação. Dá para acreditar?

Todo mundo que passou pelo segundo grau, certamente sabe o que é o zero absoluto ou ao menos ouviu falar. É a temperatura na qual não existe movimentação de nenhuma molécula. É uma temperatura teórica porque é extremamente baixa, -273,15ºC, o que equivale ao zero na escala Kelvin e, apesar de os cientistas não terem alcançado esse valor, chegaram muito próximo.

Os tardígrados são realmente especiais. Algumas universidades americanas fizeram pesquisas com tardígrados, congelando-os em uma temperatura super próxima do zero absoluto, cerca de -271 ºC. Os cientistas não ficaram surpresos quando “reanimaram” os animais colocando apenas água e descongelando-os. Não se esperaria que nenhum animal sobrevivesse após terem sido congelados nesta temperatura, mas os tardígrados realmente provaram que são completamente diferente de todo o tipo de vida conhecida no nosso planeta.