2010-07-31

Subject: A salamandra solar

 

A salamandra solar

 

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@ NatureOcasionalmente os investigadores tropeçam em algo extraordinário sobre um sistema que tem sido estudado desde há décadas.

Ryan Kerney, da Universidade Dalhousie em Halifax, Nova Escócia, teve essa sorte quando olhou com mais atenção para pequenas bolinhas verde-esmeralda, os embriões de salamandras malhadas Ambystoma maculatum. Ele notou que a sua brilhante cor verde estava dentro dos próprios embriões, bem como da cápsula gelatinosa que os envolve e protege.

Esta iridiscência é devida à presença de uma alga unicelular da espécie Oophilia amblystomatis, que há muito se sabia ter uma relação simbiótica com a salamandra malhada, que põe os seus ovos em corpos de água. No entanto, a simbiose pensava-se que ocorresse entre o embrião das salamandras e as águas que viviam à sua volta: o embrião produzia resíduos azotados úteis à alga e esta aumentava o teor de oxigénio da água na vizinhança imediata dos embriões.

Numa apresentação feita a 28 de Julho durante o 9º Congresso Internacional de Morfologia dos Vertebrados em Punta del Este, Uruguai, Kerney relatou que estas algas estão, de facto, normalmente localizadas no interior das células do corpo da salamandra malhada. Mais ainda, há sinais que indicam que as algas intracelulares podem estar a fornecer directamente os produtos a fotossíntese, oxigénio e glícidos, às células da salamandra que as encapsulam.

Uma relação tão próxima de coexistência com um organismo fotossintético já tinha sido encontrado em invertebrados, como os corais, mas nunca num vertebrado.

Dado que as células dos vertebrados têm o que é conhecido como um sistema imunitário adaptativo, que destrói todo o tipo de material biológico que não seja considerado parte do 'eu', pensava-se que fosse impossível a um simbionte viver de forma estável no seu interior. Mas, neste caso, as células de salamandra ou desligaram o seu sistema imunitário ou as algas conseguiram de alguma forma ultrapassá-lo.

"Num impulso, decidi obter uma imagem fluorescente de longa exposição de um embrião de salamandra prestes a eclodir", diz Kerney. Quando a imagem revelou pontos dispersos de células não marcadas fluorescentes em fundo, uma indicação de que conteriam clorofila, Kerney foi para o microscópio electrónico de transmissão (MET) para um olhar mais próximo: "As células de salamandra que contêm as algas frequentemente têm várias mitocôndrias em redor do simbionte."

Atendendo à função de produção de ATP das mitocôndrias, estes organitos congregados em volta da alga podem revelar que estão a tirar partido do oxigénio e dos glícidos gerados pela fotossíntese.

Neste momento, a forma como a relação entre as duas espécies terá surgido é desconhecida mas Kerney está a analisar a forma como as algas entram para o interior das células de salamandra e descobertas anteriores estão a revelar-se úteis.

Lynda Goff, bióloga molecular marinha na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, trabalhou neste par simbiótico há 30 anos e demonstrou, entre outras coisas, que os embriões que não têm algas na geleia envolvente levam mais tempo a chocar. "Observámos um aumento logarítmico em células de alga à medida que o embrião se desenvolve." Nos embriões que continham algas, a comunidade não era estática.

Este aumento logarítmico sugere que as algas associadas aos embriões de salamandra ou se dividem rapidamente ou entram rapidamente do exterior, logo como podem elas entrar para o embrião?

 

Um momento provável é quando o sistema nervoso começa a formar-se, pois um vídeo de lapso de tempo feito por Roger Hangarter, da Universiade do Indiana em Bloomington, e apresentado por Kerney no encontro, revela um flash de verde fluorescente em cada embrião nesse momento do desenvolvimento.

O flash é um florescimento de algas, provavelmente atraído pela libertação de resíduos azotados por parte do embrião, diz Kerney. Se o resíduo é libertado, então também existirá um ponto de entrada e o grande número de algas em florescimento aumenta a probabilidade de algumas entrarem.

Isso pode explicar porque motivo tantos investigadores não descobriram as algas no interior das salamandras malhadas antes: a maioria deles estudou embriões que ainda não tinham alcançado a fase coincidente com o florescimento, logo haveria muito poucas algas no interior, o que não quer necessariamente dizer que não tenham nenhumas.

Uma das descobertas mais curiosas de Kerney é a presença de algas nos oviductos de fêmeas adultas, onde se formam os invólucros gelatinosos que envolvem os embriões, uma descoberta que aponta para a possibilidade de as algas simbióticas passarem de mãe para filho através dos sacos gelatinosos durante a reprodução.

@ Nature"Penso que talvez as algas entrem nos gâmetas", diz David Wake, professor emérito da Universidade da Califórnia, Berkeley, que viu a apresentação de Kerney. "Isso seria realmente um desafio ao dogma [das células de vertebrados destruírem material biológico estranho]. Mas porque não?"

Tanto Wake como David Buckley, investigador especializado no desenvolvimento de salamandras no Museu Nacional de Ciências Naturais em Madrid, concordam que o trabalho pode dizer-nos mais acerca da forma como o auto-reconhecimento é aprendido pelas células de vertebrados durante o desenvolvimento.

Dado que as salamandras são capazes de regenerar membros, quase todas as células de um adulto mantêm algum grau de totipotência. Pode ser que as células diferenciadas das salamandras adultas sejam capazes de acomodar algas no seu interior por o seu processo de auto-reconhecimento ser diferente do de outros vertebrados.

"Faz-me pensar se outras espécies de salamandra que têm relações simbióticas conhecidas com algas também as alojam no interior das suas células", diz Daniel Buchholz, biólogo do desenvolvimento na Universidade de Cincinnati, Ohio. "Penso que se as pessoas começarem a procurar podemos vir a ter mais exemplos." 

 

 

Saber mais:

Endosymbiosis - Lessons in Conflict Resolution (PLoS Biology paper)

Células de salamandra lembram-se da sua origem na regeneração de membros

Salamandras enganadas ripostam

 

 

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