Temperatura elevada da água resulta no nascimento de mais peixes machos, mas o efeito é compensado naturalmente ao longo do tempo, mostra estudo

Experimento inédito de longo prazo que contou com a participação de pesquisadores da Unesp analisou a influência de tanques mais quentes sobre gerações sucessivas de robalos europeus. Os resultados sinalizam resiliência da espécie para se adaptar a contexto de mudanças climáticas.

Os estudiosos da ictiologia, a área da zoologia que estuda os peixes, sabem há algum tempo que a temperatura da água pode influenciar o processo de desenvolvimento larval desses animais e determinar se resultará na formação de um macho ou de uma fêmea. Esse efeito, denominado Determinação Sexual Dependente da Temperatura (DSDT), levantou preocupações quanto ao futuro reprodutivo dessas populações, uma vez que as mudanças climáticas estão provocando uma elevação na temperatura dos oceanos, já bastante registrada. Agora, um novo estudo, conduzido por pesquisadores da Unesp em conjunto com colegas da Espanha e da França, mostrou que o efeito de masculinização dos peixes causado pelo aquecimento da água pode ser compensado pelo nascimento de mais fêmeas nas gerações seguintes dessas populações.

O trabalho, que se concentrou no robalo europeu (Dicentrarchus labrax), envolveu mais de uma década de estudos. Entre as conclusões apresentadas pelos pesquisadores, está a sugestão de que estudos futuros para avaliar os impactos das mudanças climáticas sobre os ecossistemas não se restrinjam à investigação de indivíduos, mas expandam suas metodologias para abranger diferentes gerações. Os resultados foram divulgados em artigo publicado na revista Global Change Biology.

Nos seres humanos, o sexo do embrião é determinado exclusivamente por fatores genéticos. Nos peixes, os mecanismos de determinação sexual são diversos e variam de espécie para espécie. Foi ao longo da última década que uma série de pesquisas constatou que águas mais quentes favorecem o nascimento de um maior número de machos, mas outros elementos ambientais, como o pH ou a salinidade da água, também desempenham algum papel.

Desde então, só vem crescendo a preocupação dos ictiólogos com a possibilidade de que o aumento da temperatura dos corpos hídricos possa desequilibrar o balanço entre machos e fêmeas nas populações. A última edição do relatório do IPCC, por exemplo, alertava para o risco de que o desequilíbrio na proporção sexual das espécies ocasionasse “escassez de parceiros, redução do crescimento populacional, diminuição do potencial adaptativo e aumento do risco de extinção, porque a diversidade genética diminui à medida que menos indivíduos se acasalam”.

Análise histológica dos espécimes

Para o biólogo Rafael Henrique Nóbrega, professor do Departamento de Biologia Celular e Molecular do Instituto de Biociências da Unesp, no câmpus de Botucatu, e um dos autores do artigo, o trabalho amplia a discussão sobre as respostas das populações ao aquecimento global. “Os resultados do estudo sugerem que, para avaliarmos cenários de mudanças climáticas, é preciso considerar não apenas o indivíduo, mas um histórico familiar mais amplo e transgeracional”, afirma.

Nóbrega explica que a maioria dos trabalhos que investigaram os efeitos da temperatura da água na determinação sexual procurou observar suas consequências imediatas, detendo-se em uma única geração de indivíduos. O novo estudo, que teve a participação dos pesquisadores do câmpus de Botucatu, durou mais de dez anos e acompanhou três gerações (F0, F1 e F2) do robalo europeu. A escolha se deu por se tratar de uma espécie marinha muito consumida no continente e de grande importância econômica, sendo uma das primeiras cultivadas em fazendas de aquicultura para fins comerciais.

A fim de avaliar os efeitos transgeracionais da temperatura da água sobre a sexagem dos animais, os pesquisadores dividiram cada uma das gerações em dois grupos. Os indivíduos de cada grupo foram submetidos a duas temperaturas diferentes da água, tanto na fase larval como durante todo o seu desenvolvimento: uma temperatura de 16°C, que serviu como controle, e outra mais elevada, de 21°C. Ao final, foram formadas oito combinações de grupos experimentais.

Esse desenho experimental permitiu aos autores avaliar o efeito direto da temperatura nos descendentes imediatos. Os resultados mostraram que, na terceira geração de animais expostos a altas temperaturas, houve uma resposta compensatória. Essa resposta resultou em uma proporção de machos inferior ao normal, que se aproximava da proporção 1:1. As causas que levaram a esse reequilíbrio na proporção entre machos e fêmeas, porém, ainda são desconhecidas.

“Há um efeito cumulativo de masculinização, ou de aumento na proporção de machos, na geração F1, que são os filhos dos primeiros peixes expostos às altas temperaturas”, diz Nóbrega. “Mas esse efeito desaparece no grupo de netos, F2. Isso é um recurso de resiliência para que a espécie não tenha sua sobrevivência comprometida devido a um excesso de indivíduos machos”, afirma o pesquisador.

No caso em que todas as gerações foram submetidas a temperaturas mais elevadas, constatou-se um aumento no número de machos na geração final.

Além do desenho metodológico, o trabalho, apoiado pela FAPESP, também realizou a análise histológica das amostras da terceira geração. Essa foi a principal contribuição direta do grupo da Unesp, que anteriormente já havia analisado amostras do principal autor do estudo para trabalhos prévios. Nóbrega define o procedimento como uma biópsia, em que um pedaço do órgão é retirado e depois analisado. No estudo, foram separadas porções da gônada dos animais submetidos às diferentes temperaturas, permitindo aos cientistas observar e comparar a dinâmica celular dos tecidos.

Apesar da compensação natural vista na proporção entre machos e fêmeas da terceira geração, Maira da Silva Rodrigues, pós-doutoranda do Instituto de Biociências da Unesp e coautora do estudo, relata que os peixes machos do grupo F2 apresentaram uma deficiência na maturação gonadal. “Enquanto nas fêmeas a oogênese estava caminhando para a produção dos seus gametas, foi notado nos machos um atraso na formação de espermatozoides”, explica a pesquisadora.

Aplicação na aquicultura

A gônada, glândula responsável pela produção de hormônios sexuais, possui uma série de células quiescentes, ou seja, em repouso. Em determinado momento, essas células despertam, iniciando processos de diferenciação celular, como a meiose, em que se formam os gametas feminino e masculino. O “acordar” das células marca a primeira maturação gonadal, momento em que os peixes estão prontos para se reproduzir. Esse tempo é relativo: para o zebrafish (Danio rerio) leva cerca de três meses, enquanto o esturjão (família Acipenseridae) pode demorar até 20 anos. O robalo europeu analisado no estudo costuma demorar um ano para entrar na puberdade.

A velocidade da maturação gonadal impacta diretamente o aumento ou declínio das espécies. Seres ameaçados que demoram para produzir gametas podem desaparecer lentamente, por exemplo, pois deixam de se reproduzir. Espécies que maturam rápido demais, por outro lado, representam um problema para a aquicultura, já que o peixe em puberdade precoce tem seu crescimento interrompido mais cedo e, consequentemente, atinge um tamanho menor e menos atrativo para o mercado.

Hoje, os produtores de tilápia, por exemplo, realizam tratamento hormonal para masculinizar os animais, pois há preferência pelos machos em decorrência do tamanho superior e maior valor comercial. Se for percebida a influência da temperatura em outras espécies, os criadores terão uma alternativa ao uso de substâncias químicas, podendo explorar novas técnicas dentro da aquicultura.

Além disso, o estudo abre espaço para a investigação de espécies termotolerantes, ou seja, que não sofrem as consequências das variações de temperatura. Os cientistas podem realizar programas de melhoramento genético a partir da identificação desse grupo, permitindo a criação ampla de peixes dentro de um cenário de mudanças climáticas que promete escassez de alimentos.

Estudos futuros devem focar em espécies neotropicais, como o lambari-do-rabo-amarelo (Astyanax lacustris), comumente encontrado em bacias do Sudeste e Nordeste do Brasil. Esse peixe é um organismo modelo para pesquisas no país, assim como a própria tilápia, que, apesar de não se enquadrar como neotropical e sim como invasora, está estabelecida em todas as bacias hidrográficas das regiões Sul e Sudeste.

Nóbrega diz que os resultados do estudo podem ser interessantes para os produtores comerciais de certas espécies de peixes, como a tilápia. Interessados em obter mais indivíduos machos, que são fisicamente maiores, os produtores recorrem a tratamentos hormonais para obter uma maior proporção de machos em seus criadouros. “Os resultados mostram que é possível empregar a temperatura para induzir a masculinização nessas espécies em que há uma vantagem para o produtor em obter um indivíduo masculino”, afirma Nóbrega.

Rodrigues explica quais serão os próximos passos. “Constatamos que esse é um movimento da própria natureza em equilibrar o balanço da proporção sexual. Isso traz esperança para nós”, avalia Rodrigues. “Mas o estudo levanta outra questão: será que também há essa tendência de resiliência, de plasticidade em nossas espécies? Estamos em um ambiente neotropical, de águas mais quentes. Então nossa principal pergunta de pesquisa a partir de agora é: como essa dinâmica multigeracional vai ocorrer nas nossas espécies?”, diz ela.

Imagem acima: foto de um robalo europeu (Dicentrarchus labrax). Crédito: Deposit Photos.