Poeira contaminada pode afetar milhares de vidas no oceano

Como os climatologistas acompanham de perto o impacto da atividade humana sobre os oceanos do mundo. Os pesquisadores do Georgia Institute of Technology descobriram que há ainda outra tendência preocupante impactando a saúde do Oceano Pacífico.

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Imagem: Como o ferro é depositado a partir da poluição atmosférica ao longo da costa leste da Ásia – as correntes oceânicas carregam os nutrientes para muito longe.

Crédito: Georgia Institute of Technology

Um novo estudo realizado por pesquisadores da Tech’s School of Earth and Atmospheric Sciences, da Geórgia, mostra que, durante décadas, a poluição do ar que deriva do leste asiático se estende ao longo do maior oceano do mundo, sendo impulsionado por uma reação em cadeia que contribuiu para que o nível de oxigênio decaísse, indo há uma milha de distância em milhares de águas tropicais.

“Há uma consciência crescente de que o nível de oxigênio pode estar mudando nos oceanos ao longo do tempo”, disse Taka Ito, professor adjunto da Geórgia Tech. “Uma das razões para isto é o aquecimento global – água morna detém menos gás. Mas no Pacífico Tropical, o nível de oxigênio foi caindo a um ritmo muito mais rápido do que a mudança de temperatura possa explicar. ”

O estudo, que foi publicado em 16 de maio de 2016, Na Nature Geoscience, foi patrocinado pela National Science Foundation, nas faculdades Georgia Power Scholar Chair e Cullen-Peck Fellowship.

No relatório, os pesquisadores descreveram como a poluição do ar, pelas atividades industriais, tinham níveis elevados de ferro e nitrogênio – nutrientes essenciais para a vida marinha – no oceano, ao longo da costa leste da Ásia. As correntes oceânicas, em seguida, levavam os nutrientes para as regiões tropicais, onde eram consumidos pelo fitoplâncton através da fotossíntese.

Mas, enquanto o fitoplâncton tropical poderia ter lançado mais oxigênio para a atmosfera, o consumo de nutrientes em excesso teve um efeito negativo sobre os níveis de oxigênio dissolvido nas profundezas do oceano.

“Se você tem uma atividade fotossintética mais ativa na superfície, ela produzirá mais matéria orgânica do que decairá”, disse Ito. “E como ela decairá, existem bactérias que consumirá a matéria orgânica. Como nós respiramos oxigênio e exalamos CO2, as bactérias consumirão o oxigênio no oceano subaquático e haverá uma tendência a esgotar o oxigênio.”

Esse processo ocorre por todo o Pacífico, porém, os efeitos são mais marcantes em áreas tropicais, onde os níveis de oxigênio dissolvido são menores.

Athanasios Nenes, professor da Tech’s School of Earth and Atmospheric Sciences e da School of Chemical and Biomolecular Engineering, da Geórgia Tech, que trabalhou com Ito no estudo, disse que a pesquisa é a primeira a descrever o quão longe o impacto da atividade industrial pode ser.

“A comunidade científica sempre pensou que o impacto da poluição do ar sente-se nas imediações do local onde ele é depositado”, disse Nenes, que também trabalha na faculdade Georgia Power Scholar Chair. “Este estudo mostra que o ferro pode circular através do oceano e afetar ecossistemas há milhares de quilômetros de distância.”

Embora as evidências de que as mudanças climáticas possam ter um impacto nos níveis futuros de oxigênio tenham sido crescentes, Ito e Nenes, foram induzidos a procurar uma explicação sobre o porquê de os níveis de oxigênio nos trópicos terem vindo a diminuir desde os anos de 1970.

Para entender como o processo funcionava, os pesquisadores desenvolveram um modelo que combina a química da atmosfera, ciclos biogeoquímicos, com a circulação oceânica. Tal modelo mapeia como a poluição de uma poeira rica em ferro se instala sobre o Pacífico Norte, e acaba sendo transportada pelas correntezas oceânicas do Leste, para a América do Norte, ao longo da costa e depois de volta para o Oeste indo até o Equador.

Em seu modelo, os pesquisadores explicaram outros fatores que também podem afetar os níveis de oxigênio, como a temperatura da água e a variabilidade das correntes oceânicas.

Seja devido ao aquecimento das águas do mar ou ao aumento da poluição do ferro, as implicações das crescentes zonas mínimas de oxigênio na vida marinha são de longo alcance. “Muitos organismos vivos, dependem do oxigênio que é dissolvido na água do mar”, disse Ito. “Então, se ele ficar baixo o suficiente, poderá causar problemas, que ocasionará mudanças no habitat de organismos marinhos.”

Ocasionalmente, as águas das zonas mais baixas de oxigênio, movem-se até as águas costeiras, matando ou deslocando populações de peixes, caranguejos e vários outros organismos. Esses “eventos hipóxicos” podem se tornar mais frequentes a medida que as áreas de oxigênio mínimo começarem a crescer, disse Ito.

A crescente atividade do fitoplâncton é uma espada de dois gumes, disse Ito. “O fitoplâncton é uma parte essencial da vida marinha”, disse ele. “Ele serve como uma base da cadeia alimentar e absorve o dióxido de carbono atmosférico. Entretanto, se a poluição continuar a oferecer os nutrientes em excesso, o processo de decomposição esgotará o oxigênio das águas profundas, sendo este oxigênio de difícil substituição.”

O estudo também expande a compreensão da poeira como poluente, disse Nenes.  “A poeira sempre atraiu um grande interesse devido ao seu impacto sobre a saúde das pessoas”, disse Nenes. “Este é realmente o primeiro estudo que mostra que a poeira pode ter um enorme impacto sobre os oceanos, de maneira que nunca entendi antes. Ele só aumenta a necessidade de entender o que estamos fazendo para os ecossistemas marinhos, que são consumidos por populações de todo o mundo.”

Fonte: Georgia Institute of Technology. “Polluted dust can impact ocean life thousands of miles away.” ScienceDaily.Disponível em: <www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160516115306.htm>.

 

Milena Xavier

Herdando por acidente

Em 2000 professor e biólogo, Michael J. Skinner, estava em seu laboratório com a sua equipe fazendo testes em ratos com o intuito de avaliar o efeito danoso que agrotóxicos poderiam vir a ter em mulheres gestantes.  Os machos da primeira geração a nascer dessa prática, apresentaram ter testículos reduzidos e espermatozoides com menor atividade energética. Com o experimento concluído, a pesquisa se seguiu em fazer um novo cruzamento, mas pelo caso de uma troca acidental de ratos, o cruzamento seguinte foi efetuado com a prole gerada do procedimento anterior, e o curioso no final disso, foi que a linhagem seguinte nasceu com a mesma deformidade de seus pais. O evento deixou o Prof. Skinner severamente intrigado, pelo período de gestação em que a primeira geração foi exposta, a deformidade não poderia ter lhes alterado geneticamente e se tornado hereditariamente persistente.  Para avaliar a persistência de tal característica, ele continuou a fazer cruzamentos com a mesma linhagem isolada e notadamente, a alteração morfológica se manteve por mais cinco gerações. Até aquela época, a palavra “Epigenético” ainda era pouco usada.

Como sabemos, fator epigenético é uma informação extragenética que a partir de alterações no DNA (ou até de outros elementos que trabalham junto a ele) pode inibir ou ativar a função que certos genes desempenham para os organismos. Diversos fatores podem provocar a manifestação epigenética, na verdade as células em sim já possuem vários sistemas para administrar esses fatores para que não influenciem no DNA e que assim os genes continuem seu trabalho normalmente, mas ainda assim, alguns sistemas podem falhar na revisão e permitir que a informação epigenética possa ser fixada e propagada.

Os trabalhos do Prof. Skinner após os eventos 2000/2001, se fixaram em uma forma de informação epigenética, a que ele chamaria de “Epimutações”, ele acreditava na possibilidade de que esse tipo de informação poderia ser proveniente da exposição de substâncias cotidianas as quais teriam uma influência em nossas condições emocionais, como temperamento, estresse e ansiedade.  Além disso, apresentar hereditariedade, de acordo com o período de exposição à substância (propensão muito maior durante o período gestativo), e manifestações secundárias anatômicas ou fisiológicas.  Conforme Michael Skinner foi processando essa nova ideia e tirando novas conclusões de seus trabalhos, duas questões foram apresentadas: “É possível que a saúde de nossos filhos possa ter tido predeterminação a partir da gestação de nossos bisavós” e “O quanto isso possa definir a evolução da espécie”.

Michael Skinner tem publicações em revistas e artigos desde de 2005 evidenciando algumas de suas teorias. Em outros experimentos cruzando ratos e os expondo a outros compostos, conseguiram criar linhagens com outros padrões de comportamento, taxas metabólicas, fertilidade prematura. E a partir das avaliações feitas, olhos começaram a se voltar ao próprio homem. Como poderíamos comparar os efeitos das modificações transgeracionais na espécie humana? A revista Scientific American nº 148 disponibilizou uma matéria em divulgação a pesquisa do Prof. Skinner e a colaboração de outros pesquisadores em ajudar nessas questões. O que se pode concluir na relação entre epimutações e saúde foi que realmente, os indícios de que epimutações estão em ação são certos. Entrevistas com mulheres e coletas de dados feitos em lugares que apresentaram episódios de grande exposição às substâncias como dioxina e DDT ou em lugares que tiveram crises de escassez de alimento, apresentaram aumento no risco de infertilidade, pressão alta e predisposição às doenças cardíacas em até duas gerações seguintes. Distúrbios reprodutivos e metabólicos aparentam ser as manifestações mais comuns em humanos, apesar de que condições emocionais, como o estresse, já são suficientes para afetar as gerações seguintes.

A questão evolutiva ainda se encontra incerta, pois muitas das epimutações que ocorreram em ratos se corrigiram poucas gerações depois e ainda se encontram dificuldades em saber como avaliar isso na espécie humana. Se você procurar na internet, o mais provável é encontrar matérias falando que epimutações são quase irrelevantes para a mutação. Mas aí é que Michael Skinner entra de frente nesse argumento, que mesmo apesar de todas as variáveis que impedem a fixação desse tipo de informação, também encontramos muitos que podem induzir. Levando em consideração a quantidade variedades de mudanças transgeracionais que um ambiente pode induzir incluindo o fato de que uma mudança epigenética pode ter até mil vezes mais chance de ocorrer do que uma mutação normal, o que torna mais plausível ela ser subsequente de uma outra futura mutação que gerará melhores condições de sobre vivência para um organismo, o que ao mesmo tempo poderia explicar os curiosos casos de mutações mais avançadas do que o que seria previsto. E mesmo que alguns considerem essas especulações muito subjetivas e pouco metodológicas, Michael Skinner diz: “Nada está impedindo que isso possa acontecer”, aliás, até pouco tempo epigenética era algo que pouco se via a oferecer.

Expansão e contração na família Polypteridae

Polipterídeos, popularmente conhecidos como bichires, são considerados o grupo mais basal de todos os actinopterígios (peixes de nadadeiras raiadas), divergindo dos mesmos há 400-390 MA. Eles possuem muitos traços que hoje em dia são encontrados exclusivamente em fósseis ou outros grupos. Pulmões bilobados sem traquéia, base das nadadeiras pares carnosas, nadadeira caudal dificerca/ heterocerca (há uma discussão enorme em relação a isso), brânquias externas nas larvas. Naturalmente, também possuem sua própria história evolutiva e carregam traços derivados, como suas pínulas dorsais.

Grupos mais basais, que mudaram pouco desde sua história evolutiva, geralmente são considerados relictos, clados que tiveram uma diversificação muito maior na escala de tempo geológica, mas hoje se resume a poucas espécies, sobreviventes de um cataclismo ou mudanças ecológicas que dizimaram a maioria absoluta de seus coespecíficos (celacanto, tuatara, límulo, ornitorrinco, samambaiaçu, gingko) e nunca foram capazes de recuperar sua diversidade e nichos ecológicos outrora conquistados, seja por incapacidade de se adaptar ao novo ecossistema e/ ou pelo aparecimento de competidores mais eficazes. Muitos ainda só existem, porque seu nicho ecológico ainda não sofreu alteração significativa que os prejudicasse. Se não ocorrerem mudanças no ambiente que sejam favoráveis aos relictos, ou os próprios organismos não mudarem, é bem provável que daqui a alguns milhões ou dezenas de anos, estes táxons desapareçam.

Mas uma pesquisa publicada na revista Evolution, em 2013, mostra que no caso de Polypteridae, a história não seja a mesma de muitos relictos. (Poucas espécies unidas por um ancestral comum extremamente remoto ou clado monotípico). Conhecidos desde o período Cretáceo, com registros na África e na América do Sul (atualmente restritos apenas na primeira) assumiram vários nichos ecológicos na época (Serenoichthys kemkemensis, 6 cm, Bawitius bartheli, 300 cm). Mas com a extinção K-T, ocorrida há 65 milhões de anos uma única linhagem conseguiu sobreviver a essa transição. Abordagens paleontológicas e neontológicas mostram que esta linhagem sobrevivente iniciou sua divergência há aproximadamente 19 MA no Mioceno, com a maioria das divergências interespecíficas surgindo no Plioceno e no Pleistoceno.

Acredita-se que essa diversificação tenha a ver com mudanças paleoclimáticas e tectônicas ocorridas no Neoceno, como por exemplo, a desertificação e ruptura de muitas bacias hidrográficas. Mudanças que proporcionaram a diversificação de muitos outros clados na época, como Hippopotamidae e Ariidae, sugerindo que muitos outros grupos aquáticos possam ter sido influenciados por essas mudanças na época.

Algo surpreendente para um grupo considerado “primitivo”. Ou nem tanto, se lembrarmos que o conceito de “fóssil vivo” não passa de uma expressão informal, sem rigor no âmbito científico. Se os bichires não tivessem se adaptado às mudanças ecológicas que lhe foram impostas, no lugar de ver esses animais pessoalmente, conheceríamos apenas seu esqueletos e reconstituições artísticas em museus.

 

João Victor Lucas