Pesquisa explica como as cobras perderam os membros

02 de janeiro de 2019

Trabalho faz parte do esforço para entender como as mudanças no genoma levam a mudanças no fenótipo (foto: Jax Strong / Wikimedia)

 

José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Cobras e lagartos são répteis da ordem Squamata. Ambos compartilham diversas características, mas diferem em um aspecto bastante evidente: lagartos têm membros, e cobras não. As duas subordens se diferenciaram há mais de 100 milhões de anos.

A identificação das causas genéticas envolvidas nessa perda de membros constitui um dos focos do artigo Phenotype loss is associated with widespread divergence of the gene regulatory landscape in evolution, publicado por Juliana Gusson Roscito e colaboradores na Nature Communications. Outro foco do artigo, igualmente interessante, é o mecanismo de degeneração dos olhos de certos mamíferos que passaram a viver em ambientes escuros, debaixo da terra.

“Investigamos os dois casos para procurar entender um processo bem mais geral, que é como, ao longo da evolução, as mudanças no genoma levam a mudanças no fenótipo”, disse Roscito à Agência FAPESP.

A pesquisadora, atualmente no Instituto Max Planck de Biologia Celular Molecular e Genética, em Dresden, Alemanha, fez seu pós-doutorado no Brasil e estágio de pesquisa no exterior com apoio da FAPESP. Sua bolsa de pós-doutorado vinculou-se ao Projeto Temático “Filogeografia comparada, filogenia, modelagem paleoclimática e taxonomia de répteis e anfíbios neotropicais”, coordenado por Miguel Trefaut Urbano Rodrigues no âmbito do Programa BIOTA- FAPESP.

Professor titular do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, Rodrigues foi o supervisor do pós-doutorado de Roscito. E também assina o artigo agora publicado.

“A pesquisa consistiu em investigar os genomas de várias espécies de vertebrados e identificar regiões do genoma que sofreram mudanças apenas nas cobras, ou nos mamíferos subterrâneos, mas que continuaram preservadas nas outras espécies que não perderam os membros ou que possuem olhos normais”, afirmou Roscito.

“Nos mamíferos que tiveram seu sistema visual deteriorado, sabemos que vários genes foram perdidos, como aqueles relacionados com o cristalino do olho e com as estruturas fotorreceptoras da retina. Esses genes sofreram várias mutações ao longo do processo evolutivo, até perderem totalmente sua funcionalidade, o que significa a capacidade de codificar proteínas. Mas não foi isso que aconteceu nas cobras, não houve perda de genes relacionados à formação dos membros. Para ser mais exata, o estudo que sequenciou o genoma de uma serpente constatou a perda de um gene. Porém foi só um. Então, nossa abordagem na pesquisa não foi olhar para os genes, mas para os elementos que regulam a expressão dos genes”, acrescentou. 

Cada gene depende de elementos regulatórios para poder se expressar – isto é, para que a informação nele contida seja transcrita em molécula de RNA (ácido ribonucleico) e, posteriormente, traduzida em proteína.  

O elemento regulatório – denominado Cis-regulatory element (CRE) em inglês – é uma sequência de nucleotídeos do próprio DNA (ácido desoxirribonucleico), situada perto da região em que está alocado o gene. Esse elemento tem a função de conferir especificidade espacial, temporal e quantitativa ao padrão de expressão de um gene.

“Um elemento regulatório pode ativar ou inibir a expressão do gene em determinada parte do organismo – digamos, nos membros –, enquanto outro elemento regulatório pode ativar ou inibir a expressão do mesmo gene em outra parte – por exemplo, na cabeça. Se houver perda do gene, a expressão deixará de ocorrer nos dois lugares, podendo, frequentemente, ter um efeito negativo na formação do organismo. Porém, se houver apenas perda de um dos elementos regulatórios, a expressão poderá desaparecer em uma parte, mas se manter na outra”, explicou Roscito.

Lagarto teiú

Do ponto de vista computacional, os CREs não são tão fáceis de identificar quanto os genes. Os genes têm uma sintaxe característica, com bases que informam onde eles começam e onde terminam. Mas isso não é verdade para os elementos regulatórios e, por isso, sua identificação tem que ser feita de forma indireta, normalmente baseada em conservação de sequências de DNA entre muitas espécies diferentes. 

“Para detectar a divergência de sequências específicas nas cobras, é necessário comparar os genomas das cobras com os genomas de vários répteis e outros vertebrados com membros totalmente desenvolvidos. Dada a escassez de genomas de répteis com membros desenvolvidos, nós sequenciamos e montamos o genoma do lagarto teiú, Salvator merianae, representando a primeira espécie sequenciada da linhagem teiidae”, diz o artigo.

“Usando o genoma do teiú como referência, criamos um alinhamento entre genomas de várias espécies, incluindo de duas cobras (Boa e Python), três outros répteis com membros (anolis verde, dragão-barbudo e lagartixa), três pássaros, jacaré, três tartarugas, 14 mamíferos, sapo e celacanto. Este alinhamento de 29 genomas foi usado como base para todas as análises posteriores”, prossegue o texto.

Com esse levantamento, os pesquisadores identificaram quase 6 mil regiões de DNA candidatas a elementos regulatórios em várias espécies. A partir dessa grande base de dados, e por meio de procedimentos técnicos bastante engenhosos, descritos em detalhes no artigo, o estudo identificou um conjunto de CREs cujas mutações poderiam ter levado à redução dos membros nos ancestrais das cobras.

“Existem vários estudos sobre um elemento regulatório muito conhecido, que regula um gene cuja modificação provoca diversos defeitos nos membros. As cobras possuem mutações nesse CRE e, em 2016, foi publicada uma pesquisa na qual o elemento regulatório de camundongos foi substituído pela versão das cobras, resultando em descendentes praticamente sem membros. Foi uma demonstração funcional de um mecanismo que pode ter levado à perda de membros nas cobras. Mas este CRE é apenas um dos elementos regulatórios de um dos vários genes que controlam a formação dos membros”, disse Roscito. 

“Nosso estudo expandiu o conjunto de CREs. Mostramos que diversos outros elementos regulatórios, responsáveis pela regulação de muitos genes, sofreram mutações nas cobras. A assinatura é muito mais abrangente. Há toda uma cascata de sinalização afetada”, continuou. 

O artigo Phenotype loss is associated with widespread divergence of the gene regulatory landscape in evolution (doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07122-z), de Juliana G. Roscito, Katrin Sameith, Genis Parra, Bjoern E. Langer, Andreas Petzold, Claudia Moebius, Marc Bickle, Miguel Trefaut Rodrigues e Michael Hiller, está publicado em: www.nature.com/articles/s41467-018-07122-z.

Callopistes rionegrensis: um lagarto fóssil patagônico

• Evolução

Callopistes rionegrensis: um lagarto fóssil patagônico

Descoberta de nova espécie, que viveu há pelo menos 21 milhões de anos, representa o mais antigo - e mais ao sul - registro dos chamados teiús-anões

Um novo lagarto fóssil encontrado na área do parque natural Paso Córdoba, na província de Río Negro, Argentina, traz novas evidências para a origem e evolução do grupo de lagartos conhecidos como “teiús-anões”, pertencentes ao gênero Callopistes (figura 1). Isso porque esses lagartos, que atualmente apresentam duas espécies, são restritos à costa oeste dos Andes, com distribuição desde o sul do Chile até o noroeste do Peru e Equador.

Mas o achado, encontrado na importante Formação Chichínales, de onde já foram recuperados fósseis de mamíferos, aves e tartarugas, representa o registro mais ao sul e mais antigo do gênero. A descrição do fóssil e sua relação com as demais espécies do gênero e da família Teiidae encontram-se no artigo publicado no dia 21 de setembro na revista Journal of Vertebrate Paleontology.

Figura 1. Reconstrução de Callopistes rionegrensis. Desenho Mariela Martinotti, do Museo Patagónico de Ciencias Naturales, de General Roca.

Batizado de Callopistes rionegrensis, em referência ao local onde foi encontrado, o animal é conhecido apenas do crânio, quase totalmente completo, exceto pela ponta do focinho e a região mais posterior da cabeça. Além do crânio, as duas mandíbulas estão preservadas.

A partir da técnica de tomografia computadorizada, o animal pôde ser estudado tanto de dentro quanto por fora, o que permitiu visualizar características importantes que colocaram esse bichinho como uma espécie distinta.

Na ponta dos dentes

De tamanho pequeno (o crânio tem aproximadamente 5cm), esse lagarto é mais proximamente relacionado a outro fóssil do mesmo gênero do que às espécies atuais, Callopistes flavipunctatus e Callopistes maculatus (figura 2). O “grupo-irmão” em questão é Callopistes bicuspidatus, encontrado em sedimentos pliocênicos do sul da província de Buenos Aires, em uma região chamada Farola Monte Hermoso^[1].

Batizado de Callopistes rionegrensis, em referência ao local onde foi encontrado,o animal é conhecido apenas do crânio, quase totalmente completo, exceto pela ponta do focinho e a região mais posterior da cabeça.

Como as demais espécies da família Teiidae, ao qual esse gênero pertence, o pequeno réptil tinha dentes com várias finalidades: os primeiros, menores e com uma só cúspide (“pontinha” do dente), seguidos por um dente alongado, do tipo “caniniforme”, e por fim dentes com mais de uma cúspide. Essa gradação dentária está associada a uma alimentação onívora, embora não seja conhecido ao certo de quê ele se alimentava. As espécies atuais, Callopistes flavipunctatus e Callopistes maculatus, são conhecidas por se alimentarem de outros lagartos e de pequenas aves e invertebrados, respectivamente^[2,3].

Figura 2. A) Mapa de distribuição geográfica das espécies do gênero Callopistes. A estrela indica a localidade do fóssil MPCN PV-002; o triângulo preto indica a localidade do fóssil Callopistes bicuspidatus; os círculos brancos indicam área de ocorrência aproximada da espécie Callopistes flavipunctatus; os quadrados brancos indicam área de ocorrência aproximada da espécie Callopistes maculatus; B) Foto da unidade litoestratigráfica da Formação Chichínales; C) Imagem de satélite indicando a localização do sítio onde foi encontrado o fóssil Callopistes rionegrensis, no parque natural Paso Córdoba, General Roca, norte da Patagônia, Argentina.

A propósito, o fóssil Callopistes bicuspidatus foi assim chamado pois o autor considerou os dentes “bicuspidados”, ou seja, com duas cúspides, uma característica autapomórfica ou exclusiva, desse organismo, mas tanto o novo fóssil quanto a espécie atual Callopistes maculatus (teiú-anão) possuem dentes com duas cúspides.

Essa diferença seria, por exemplo, em relação aos lagartos chamados teiús (gênero Tupinambis), que se distribuem desde o norte da Amazônia até o sul da Argentina. Algumas espécies, principalmente as de maior porte como o argentino T. rufescense o “velho conhecido” de quem tem sítio, chácara ou mora no interior T. merianae (figura 3), apresentam os últimos dentes com três cúspides, e até mesmo dentes do tipo “molariforme” aparecem em algumas espécies de teiú.

Figura 3. Lagarto teiú, Tupinambis merianae. Crédito: Wikipedia.

*dentes verdadeiramente molariformes são exclusivos dos mamíferos, mas muitos répteis apresentam dentes que os biólogos chamam de “tipo” molariforme, ou molariform-like. Esses dentes, em geral, são usados para esmagar e macerar os alimentos, mas não são homólogos aos dentes molariformes dos mamíferos.

Como as demais espécies da família Teiidae, o pequeno réptil tinha dentes com várias finalidades: os primeiros, menores e com uma só cúspide (“pontinha” do dente), seguidos por um dente alongado, do tipo “caniniforme”, e por fim dentes com mais de uma cúspide. Essa gradação dentária está associada a uma alimentação onívora, embora não seja conhecido ao certo de quê ele se alimentava

O lagarto Callopistes rionegrensis também apresenta uma característica única em relação aos seus parentes: ele possui de 6 a 8 dentes no pterigóide! O pterigóide é um ossinho alongado que conecta a região palatal (ou o “céu da boca”) dos répteis com o quadrado, que é um osso robusto de sustentação e articulação do crânio com a mandíbula. Nos mamíferos, o quadrado (junto com o articular, um osso da mandíbula dos répteis) passou por uma série de modificações e adaptações e faz parte do ouvido médio^[4].

A dentição, aliás, é um aspecto dos organismos, principalmente dos vertebrados, que aparece muito em trabalhos de anatomia comparada e filogenia (figura 4). Isso porque os dentes possuem inúmeros caracteres que podem ser testados quando comparados a outros organismos, como o número de cúspides, como falado acima, a orientação dos dentes, o número de dentes, a reposição dentária (as cobras e lagartos – com exceção dos lagartos agamídeos, que são acrodontes – apresentam reposição dentária ao longo de toda a vida, diferentemente de nós que trocamos os dentes de leite pelos dentes permanentes uma única vez), etc.

Figura 4. Vista labial direita de exemplares viventes estudados como comparação. A) Dracaena guianensis; B) Tupinambis merianae; C) Callopistes maculatus; D) Crocodilurus lacertinus; E) Ameiva ameiva; F) Cnemidophorus lemniscatus. A barra de escala equivale a 1 cm.

Olho maior que a boca

Mas apesar de muito importantes, os dentes não são a única característica marcante do lagartinho anão patagônico. Uma característica única que ele apresenta e que nenhum outro membro da família Teiidae atual possui é o chamado forâmen pineal ou forâmen da glândula pineal^[5]. Essa pequena abertura, localizada no topo da cabeça (figura 5), entre os ossos parietal e frontal, nos répteis antigos e em algumas espécies modernas tem a função de regulamentação da glândula pineal, que é uma glândula ativada pela luz solar e envolvida nos ritmos circadianos (dia e noite) dos organismos. A luz solar estimula essa pequena estrutura à produção de vitamina D e de melatonina (não confundir com melanina, que é o pigmento de cor da pele!), um hormônio que faz com que a gente se sinta disposto e ativo durante o dia, e “desligue” para “repor as energias” durante a noite.

Essa pequena abertura, localizada no topo da cabeça, entre os ossos parietal e frontal, nos répteis antigos e em algumas espécies modernas tem a função de regulamentação da glândula pineal, que é uma glândula ativada pela luz solar e envolvida nos ritmos circadianos (dia e noite) dos organismos

Nós ainda temos a glândula pineal, mas ela localiza-se dentro do nosso encéfalo, numa região conhecida como epitálamo. Mas assim como as espécies de lagartos da família Teiidae atuais (e os demais mamíferos), não possuímos uma abertura craniana para essa glândula.

Figura 5. Callopistes rionegrensis, crânio visto de cima. A) Foto e B) imagem de tomografia computadorizada. No detalhe, forâmen pineal. Foto: Ana Bottallo.

Essa característica única do fóssil Callopistes rionegrensis é uma das diagnoses da espécie. Por ser conhecido apenas de materiais fragmentários e desassociados, não é possível dizer com certeza se o fóssil Callopistes bicuspidatus possuía essa mesma característica.

Estratigrafia e Paleoecologia

Os trabalhos mais recentes em sistemática filogenética da família Teiidae consideram que a origem do grupo foi no início do Paleoceno, há 65 milhões de anos. Essa família é neotropical e possui um amplo registro fóssil sul-americano, que consiste principalmente de fragmentos isolados de mandíbulas, maxilares ou outros elementos cranianos, usualmente atribuídos ao gênero Tupinambis.

O fóssil Callopistes rionegrensis tem idade aproximada de 21.1~20.1 milhões de anos, enquanto o fóssil Callopistes bicuspidatus, do sul de Buenos Aires, tem idade aproximada em 6.8~5.1 milhões de anos, o que faz com que o novo achado seja pelo menos 14 milhões de anos mais antigo

Além disso, a formação Chichínales apresenta achados fósseis que indicam que era no passado uma região de planícies alagáveis, semelhante ao bioma “chaco” encontrado hoje em algumas regiões do norte da Argentina. A formação de Monte Hermoso, de onde veio C. bicuspidatus, também se caracterizava por um ambiente mais quente e úmido.
Como as duas espécies atuais do gênero são encontradas apenas em desertos andinos de altitude, que representam um ambiente mais seco e frio, os autores do artigo concluíram que o gênero Callopistes apresentava antes uma distribuição muito mais ampla, tanto no sentido geográfico quanto no sentido de viver em ambientes com características climáticas diferentes. Portanto, a presença de C. maculatus e C. flavipunctatus hoje em planícies do Chile e do Peru e Equador, respectivamente, deve representar uma distribuição relictual.
Saiba mais sobre este estudo:
Quadros. et al. (2018). A new teiid lizard of the genus CallopistesGravenhorst, 1838 (Squamata, Teiidae), from the lower Miocene of Argentina. Journal of Vertebrate Paleontology. Acesso em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02724634.2018.1484754
Demais referências utilizadas
 [1] Chani, J. (1976). Relaciones de un nuevo Teiidae (Lacertilia) fósil del Plioceno superior, Callopistes bicuspidatusnov. sp. Instituto Miguel Lillo, Universidad Nacional de Tucumán, Publicaciones Especiales: 133-153.
 [2] Vidal, M. A. et al. (2011). Daily activity and thermoregulation in predator–prey interaction during the Flowering Desert in Chile. Journal of Arid Environments, v. 75, n. 9, p. 802-808, 2011.
[3] Crespo, S. & Koch, C. (2015). Notes on natural history and distribution of Callopistes flavipunctatus (Squamata: Teiidae) in northwestern Peru. Salamandra, v. 51, n. 1, p. 57-60.
[4] https://pt.wikipedia.org/wiki/Ouvido_médio
[5] https://pt.wikipedia.org/wiki/Glândula_pineal

A influência da hibernação sazonal na vida dos lagartos

 

Estudo coletou amostras de sangue de seis teiús antes, durante e depois da hibernação

[28/02/2018]

A aluna Gabriela De Sousa Martins defendeu hoje, 28 de fevereiro, sua tese de mestrado intitulada “Efeitos da variação metabólica sazonal sobre a hematologia e sistema bioquímico antioxidante de Salvator merianae (Squamata: Teiidae)”. O trabalho foi realizado por meio do Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal.












Resumo:
Lagartos da espécie Salvator merianae possuem comportamento de hibernação sazonal, resultado de um ritmo fisiológico endógeno da espécie e caracterizado por redução drástica da taxa metabólica. Assim, há uma diminuição da atividade geral destes animais, os quais cessam sua movimentação e alimentação, além de reduzirem significativamente a frequência cardíaca e respiratória.


Dessa forma, a oscilação entre a estação ativa e hibernação em S. merianae tem como consequência uma exposição constante a situações de depleção e retomada do consumo de oxigênio, bem como de flutuações na formação de espécies oxidantes (EO), o que faz com que seja imprescindível a atuação de um sistema antioxidante eficaz que possa prevenir os danos oxidativos ao organismo destes animais.

Além disso, estes ajustes podem comprometer as células sanguíneas, uma vez que, em répteis, os valores hematológicos estão sujeitos a inúmeras alterações dependentes das condições fisiológicas e comportamentais às quais estão submetidos. Com isso, este estudo buscou avaliar as possíveis modificações na condição corporal geral, no metabolismo redox e perfil hematológico, decorrentes das mudanças fisiológicas e metabólicas únicas ocorridas no ciclo anual de S. merianae. Para isso foram utilizados seis espécimes de teiús, disponibilizados pelo Laboratório de Zoofisiologia Comparativa dos Vertebrados da UNESP de São José do Rio Preto – SP.


Os animais foram previamente pesados, a temperatura corpórea foi aferida e coletou-se amostras de sangue da veia caudal em três períodos: pré-hibernação (fevereiro), hibernação (julho) e despertar (agosto). O metabolismo redox consistiu na análise das enzimas antioxidantes, CAT, GPx, GR, G6PDH e GST, e biomoléculas oxidadas, enquanto o perfil hematológico foi avaliado por meio de hemograma.


Observou-se que durante o ciclo fisiológico de S. merianae os animais perdem relativamente pouca massa corpórea nos meses de hibernação, a qual é recuperada rapidamente no despertar. Além disso, a temperatura corporal oscila conforme o padrão comportamental dos animais nas diferentes estações do ano.


Com relação ao metabolismo redox, o aumento na atividade de algumas enzimas antioxidantes durante a hibernação e despertar, somado aos altos níveis de biomoléculas oxidadas, sugere que houve estresse oxidativo na condição hipometabólica, mas demonstra que estes animais são capazes de suportar oscilações no equilíbrio redox. Por fim, a hibernação em S. merianae demanda ajustes na série vermelha de modo a tornar o transporte de gases eficiente, e o hipometabolismo característico do período parece suprimir o sistema imune, como evidenciado na série branca do tecido sanguíneo.

Comissão Examinadora:

Prof.(A). Claudia Regina Bonini Domingos-Orientadora-Unesp/Sjrp
Prof.(A). Larissa Paola Rodrigues Venancio-Universidade Federal Do Oeste Da Bahia
Prof.(A). Kenia Cardoso Bícego-Fcav/Unesp

Pesquisa descobre que os lagartos teiús têm sangue quente

27 de janeiro de 2016

Peter Moon | Agência FAPESP – O teiú é um dos maiores lagartos das Américas. Pode atingir até 2 metros. É também, a partir de agora, o único lagarto de sangue quente conhecido pela ciência. A descoberta da capacidade de regulação térmica nos teiús fornece uma pista importante para o entendimento de como pode ter evoluído a endotermia nos ancestrais dos mamíferos e das aves (e dinossauros).
Esta é a conclusão de um estudo desenvolvido por biólogos brasileiros e canadenses no Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro, com apoio da FAPESP, publicado no Science Advances.

A pesquisa foi feita inicialmente com quatro indivíduos (dois machos e duas fêmeas) de teiú-gigante ou lagarto teiú (Salvator merianae). Os animais foram mantidos em cativeiro e tiveram a sua temperatura corpórea e sua frequência cardíaca acompanhadas ininterruptamente ao longo de um ano.
Os teiús permanecem entocados, sem comer, num período de dormência de quatro meses no ano, do início de abril até início de setembro, quando emergem da dormência para o início do período reprodutivo.

O registro da variação térmica interna dos teiús mostrou que, durante a dormência, eles sustentam um metabolismo muito baixo à temperatura de 17 graus centígrados, que é a temperatura da toca. Ao emergir da dormência para a fase reprodutiva, a temperatura interna começa a variar ao longo do dia. No fim da noite e de madrugada, ela é de 24 graus. Assim que amanhece, bastam duas horas de exposição aos raios solares para os teiús elevarem sua temperatura para 35 a 37 graus. A partir do fim da tarde a temperatura começa a declinar, e volta ao mínimo de madrugada. Porém, durante este período reprodutivo, a temperatura do corpo dos animais permanecia elevada, vários graus acima da temperatura da toca.
Tais resultados deixaram a equipe surpresa. “Não pode estar certo”, foi a reação dos pesquisadores, recorda o biólogo Denis Andrade, que participou da pesquisa. “Devia ter alguma coisa errada nos equipamentos, porque o bicho é ectotérmico.”

O esperado seria que a temperatura corpórea deles entrasse em equilíbrio com a temperatura ambiente algumas horas após terem se recolhido nas tocas, em todas as estações do ano, como seria o esperado para os répteis em geral. “Essa era a nossa premissa. Os dados foram uma surpresa completa. Era uma mudança de paradigma”, afirma Andrade.
Qual seria a fonte de calor para alterar a temperatura dos bichos? Só havia duas possibilidades, uma fonte de calor externa, solar, ou interna, do metabolismo dos animais.

Calor endógeno

Para corroborar a evidência de que os teiús seriam, afinal, animais de sangue quente, a equipe realizou um novo experimento. Dez animais foram confinados numa câmara climática com temperatura constante e foram monitorados. Naquelas condições, e na ausência da exposição aos raios solares, os animais ainda foram capazes de manter a temperatura corpórea acima da temperatura ambiente.

Como agora não havia fontes externas de calor, esses resultados convenceram a equipe de que o teiú estava de fato produzindo calor endogeneamente, às custas do aumento no metabolismo e do gasto energético.
Em condições naturais, essa produção interna de calor, combinada com a diminuição nas taxas de calor perdido para o ambiente, permitia que os teiús mantivessem uma temperatura corpórea de até 10 graus centígrados acima da temperatura ambiente. Tais estratégias são exatamente as mesmas utilizadas por mamíferos e aves para regular sua temperatura corpórea.

Agora se sabe que, ao menos na época do acasalamento, essa espécie de lagarto é endotérmica, tem sangue quente. Já a origem do calor interno que o bicho gera, a fonte da termogênese nos teiús, ainda é um mistério.

Seria o teiú o primeiro réptil endotérmico, de sangue quente, do qual a ciência tem conhecimento? “Esta é uma pergunta difícil”, diz Andrade. “O teiú usa o metabolismo para regular a temperatura interna durante a época da reprodução. No resto do ano, ele se comporta como um animal ectotérmico. Eu diria que os teiús estão a meio caminho entre a ectotermia e a endotermia.”

A regulação térmica dos teiús pode ser uma adaptação evolutiva independente do gênero Tupinambis, pode existir em alguns gêneros da família Teiidae, ou pode ainda ser exclusiva de algumas famílias da ordem Escamada. Para ter a certeza, é preciso repetir a experiência com várias espécies escamadas de todo o planeta – o que muitos cientistas começarão a fazer de agora em diante motivados pelo resultado desta pesquisa.
Caso se verifique que a regulação térmica é comum aos membros da ordem Escamada, isto poderia significar que a termorregulação dos teiús é uma relíquia evolutiva. Tal adaptação pode ter evoluído há mais de 200 milhões de anos num ancestral comum de todos os escamados.
Metabolismo e reprodução
Qual seria a razão para a evolução da endotermia? Como os teiús apresentam regulação interna de temperatura apenas no período reprodutivo, estaria a evolução da endotermia ligada à evolução do investimento paterno em mamíferos e aves?
Esta teoria foi levantada em 1998 pela bióloga americana Colleen G. Farmer, da Universidade de Utah. “O aumento da atividade metabólica ligado à reprodução foi lançado por Colleen Farmer. Os nossos dados parecem corroborar sua hipótese”, diz Andrade.
Se a endotermia nos teiús só ocorre na época do acasalamento, haveria diferença na regulação térmica entre machos e fêmeas? “Seria de se esperar que o aumento de temperatura fosse pronunciado nas fêmeas, devido à produção de gametas e ao investimento colossal na geração de ovos. Só que não verificamos diferenças entre os sexos. Os machos apresentam a mesma capacidade endotérmica”, afirma Andrade.
Uma possível explicação para isso seria o fato de que a reprodução envolve muitas outras alterações, hormonais, morfológicas e comportamentais que vão além da produção de gametas. Os teiús machos, por exemplo, são muito territorialistas e envolvem-se em disputas de território entre eles quando chega a hora de acasalar, argumenta Andrade.

Em 2015, descobriu-se que os peixes da espécie Lampris guttatus, conhecidos como peixe-lua, peixe-papagaio ou peixe-cravo, mantêm a temperatura interna constante em 15 graus, apesar das águas frias onde vivem (com temperatura média de 5 graus). “Há um monte de vespinhas, mariposas e abelhas, animais tradicionalmente vistos como ectotérmicos, que se utilizam da termogênese para a regulação da temperatura”, afirma Andrade.
Existem ainda os animais mesotérmicos, energicamente intermediários entre os animais de sangue frio e os de sangue quente. Como os mamíferos e as aves, os mesotérmicos geram calor suficiente para manter a temperatura corpórea independente do ambiente onde vivem. Mas, semelhante aos répteis, aos anfíbios e aos peixes, eles não mantêm a temperatura corporal constante. Exemplos de animais mesotérmicos são o tubarão branco, o atum e a tartaruga-de-couro.

Quanto ao teiú, pode-se afirmar agora que eles são sazonalmente endotérmicos. Ou seja, “agora ficou mais difícil separar os bichos ectotérmicos dos endotérmicos”, avalia Andrade.

O artigo Seasonal reproductive endothermy in tegu lizards (DOI: 10.1126/sciadv.1500951), de Andrade e outros, publicado no Science Advances, pode ser lido em http://advances.sciencemag.org/content/2/1/e1500951.full.

Destaque

www.veterinariaiguatemi.com.br

Teiú consegue manter temperatura corpórea 10º acima do ambiente

Professor da Unesp participa de artigo publicado na revista Science Advances

[24/01/2016]

Denis Andrade, professor do Departamento de Zoologia do Instituto de Biociências (IB) da Unesp de Rio Claro, é um dos autores de artigo publicado na importante revista Science Advances de 22 de janeiro.
O artigo, escrito com pesquisadores de universidades canadenses e do Brasil, como Augusto Abe, também do IB, pioneiro nos estudos que culminaram com a publicação deste trabalho, lembra que, com apenas algumas exceções notáveis, vertebrados ectotérmicos (aqueles que dependem do ambiente externo para regular temperatura corpórea, como os répteis) de pequeno tamanho são incapazes de sustentar endogeneamente uma temperatura corpórea substancialmente acima da temperatura ambiente.

Este paradigma foi contestado pelas observações de que lagartos teiús (~2 kg) mantêm temperaturas corpóreas consideravelmente acima (até 10^oC) da temperatura ambiente, o que ocorre notadamente durante o período noturno da estação reprodutiva.

Isso levou os pesquisadores a sugerir que esses lagartos possuem a capacidade de aumentar substancialmente a produção de calor endógeno, termogênese, e, conservá-lo.
O aumento da taxa de produção de calor metabólico conjugado à diminuição da condutância termal do corpo do animal (ou seja, da taxa com que ele perde calor para o ambiente) são os mesmos mecanismos envolvidos na regulação da temperatura corpórea daqueles vertebrados tradicionalmente reconhecidos como “verdadeiros endotérmos”: as aves e os mamíferos.

O reconhecimento de que um ectotérmico atual - cujo tamanho é similar àquele dos ancestrais dos mamíferos - pode sustentar temperaturas corpóreas elevadas às custas do metabolismo pode ajudar a esclarecer o debate sobre as origens da endotermia.

As observações expostas no artigo também indicam que, ao contrário da noção amplamente difundida, organismos ectotérmicos podem exibir uma endotermia facultativa, o que fornece uma base fisiológica para estágios transicionais prováveis na evolução da endotermia completa.
Acesse o artigo completo em

http://advances.sciencemag.org/content/2/1/e1500951.full
Contato com o pesquisador

denis@rc.unesp.br