Respostas adaptativas de peixes a alterações ambientais

Por Thayzi O. Zeni

Publicado em 11/02/2016

Em qualquer meio onde existam variações ambientais, as adaptações surgem como uma alternativa para assegurar a sobrevivência, a reprodução, o desenvolvimento, a distribuição geográfica e a diversificação das espécies (Peres-Neto, 1999; Randall, 2006).

Muitas das pesquisas que abordam as formas de adaptação das espécies a ambientes impactados antropicamente têm utilizado organismos aquáticos como modelo de estudo. Isto porque, dentre as consequências das alterações ambientais, estão a alteração das variáveis determinantes da qualidade da água, a perda da biodiversidade aquática em função da desestruturação do ambiente físico e químico e a alteração da dinâmica natural das comunidades biológicas (Currie e Tufts, 1997; Goulart e Calistto, 2003).

O ambiente aquático é extremamente dinâmico e os organismos que nele vivem enfrentam alterações ambientais dificilmente enfrentadas por animais terrestres, como mudanças rápidas ou extremas de temperatura, na concentração de oxigênio dissolvido, no pH, na concentração e nos tipos de íons (Mariano, 2006). Variáveis como estas podem ocasionar estresse e reduzir a habilidade dos animais em manter sua homeostase (Mariano, op. cit.). Essas alterações ambientais são ainda mais críticas em ambientes aquáticos sobre influência de atividades antrópicas de origem biológica (lançamento de efluentes domésticos e industriais), física (lançamento de resíduos radiativos ou de detritos inertes) e/ou química (lançamento de resíduos industriais e de embarcações, por exemplo) (Santana, 2008). 

Dentre as variáveis ambientais mencionadas, a temperatura e as concentrações de oxigênio são parâmetros que afetam diretamente os processos fisiológicos de todos os organismos aquáticos (Munday et al., 2009).

A temperatura de ambientes aquáticos pode ser alterada de maneira aguda, como por exemplo, quando indústrias despejam água aquecida ou resfriada em rios e lagos. Também pode ser alterada a longo prazo, como é o caso do aquecimento global. De acordo com os cenários projetados pelo IPCC (2007), a temperatura média global deve aumentar entre 2,3°C e 4,5°C até o ano de 2100 se comparada ao período pré-industrial.

Carneiro (2002) comenta que a construção de barragens interrompe o fluxo natural do curso d’água, acarretando em variações no regime fluvial, transformando zonas de correntezas em ambientes lênticos (Figura 1).

Figura 1. Barragem de Itaipu, construída no Rio Paraná, entre Brasil e Paraguai.

Além dessas alterações drásticas dos padrões locais de circulação, isso também pode afetar a temperatura e, principalmente, a concentração de oxigênio dissolvido em ambientes aquáticos. Esta falta de circulação contribui para que ocorra a formação de termoclinas e oxiclinas. Fiorucci e Filho (2005) ainda comentam que a construção de represas sobre áreas de florestas podem resultar na formação de lagos com alta demanda bioquímica de oxigênio (Figura 2).

Figura 2. Inundação da região de Sobradinho, localizado a 40 Km de Juazeiro (BA) pelo Rio São Francisco para a construção da Usina de Sobradinho. Fonte: http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo2B/Hidraulica/ambiental.htm.

Nessas represas, a grande quantidade de fitomassa inundada, ao se decompor, gera elevados déficits de oxigênio. Casagrande (2006) comenta que reduções na concentração de oxigênio dissolvido em ambientes aquáticos podem ocorrer quando quantidades significativas de matéria orgânica são incorporadas a eles. Essa situação ocorre normalmente com o lançamento de esgotos domésticos e de efluentes industriais ricos em matéria orgânica nos corpos d’água (Figura 3).

Figura 3. Lançamento de esgotos domésticos em corpos d’água sem qualquer tipo de tratamento.

Além de todos esses impactos pode também ocorrer o rompimento de barragens, como o ocorrido em Mariana (MG) no inicio de novembro deste ano. Esta não era utilizada na produção de energia, mas sim para armazenar lama resultante do rejeito da produção de minério de ferro. O seu rompimento formou uma enxurrada de lama que inundou várias casas e chegou ao rio Doce, matando vários peixes.

Figura 4. Peixes do rio Doce, em Governador Valadares (MG), mortos após a chegada da lama. Fonte: http://noticias.uol.com.br/meio-ambiente/ultimas-noticias/redacao/2015/11/13/rio-doce-precisa-de-acoes-para-garantir-sobrevida-e-tera-danos-por-decadas.htm

Desta forma, seja por causas naturais ou antropogênicas, os ambientes aquáticos estão, cada vez mais, sendo submetidos a processos que levam à alterações dos padrões locais ou regionais de temperatura e de oxigênio dissolvido.

Nessa linha de pesquisa, na qual organismos aquáticos são afetados por alterações ambientais diversos grupos tem sido alvo de estudo, tais como: microalgas (Morais e Costa, 2008; Johnson et al., 2009; Lohbeck et al., 2012), macroinvertebrados (Johnson et al., 2009); anêmonas (Black et al., 1995; Choresh et al., 2001; Goldstone, 2008), moluscos bivalves (Clegg et al., 1998; Buckley et al., 2001; Lacoste et al, 2001; Brown et al., 2004; Fabbri et al., 2008; Cho e Jeong, 2012), gastrópodes (Tomanek, 2002; Tomanek e Sanford, 2003), crustáceos (Ravaux et al., 2003; Ravaux et al., 2007; Fernandes, 2010) e peixes (Iwama et al., 1998; Iwama et al., 1999; Iwama et al., 2004; Breau et al., 2007; Johnson et al., 2009).

Segundo Al-sabti e Metcalfe (1995), além de geralmente apresentarem interesse econômico, o uso de peixes é frequente nesse tipo de estudo pois estes apresentam respostas toxicológicas similares àquelas apresentadas pelos vertebrados superiores. Além disso, esses autores citam que os peixes indicam o potencial de exposição de populações humanas a genotóxicos químicos e também estão entre os maiores veículos de transferência de contaminantes para humanos.

REFERÊNCIAS

AL-SABTI, K.; METCALFE, C.D. Fish micronuclei for assessing genotoxicity in water. Mutation Research, v. 343, p. 121-135, 1995.

BLACK, N. A.; VOELLMY, R.; SZMANT, A. M. Heat shock protein induction in Montastraea faveolata and Aiptasia pallida exposed to elevated temperatures. Biological Bulletin, v. 188, p.  234-240, 1995.

BREAU, C.; CUNJAK, R. A.; BREMSET, G. Age-specific aggregation of juvenile Atlantic salmon Salmo salar at cool water sources during high temperature events. Journal of Fish Biology, v. 71, p. 1179–1191, 2007.

BUCKLEY, B. A.; OWEN, M. E.; HOFMANN, G. E. Adjusting the thermostat: the threshold induction temperature for the heatshock response in intertidal mussels (genus Mytilus) changes as a function of thermal history. The Journal of Experimental Biology, v. 204, p. 3571–3579, 2001.

CARNEIRO, F. M. Análise do estudo de impacto ambiental e da qualidade da água – o caso açude atalho – brejo santo, Ceará. 2002. Ceará, 198 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) – Curso de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Universidade Federal do Ceará.

CASAGRANDE, C. A.; MOURA, J. M. S.; MARCONDES A. et al. Efeitos Naturais e Antrópicos nas Alterações dos Teores de Oxigênio Dissolvido: Uma Comparação Entre as Bacias do Rio Amazonas e Piracicaba. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 11, n. 4, p. 221-231, 2006.

CHO, E. S.; JEONG, H. D. Effect of environmental impact to molecular expression of heat-shock protein (HSP70) in oyster Crassostrea gigas from Gamak bay, Korea. Journal of Environmental Biology, v. 33, p. 609-615, 2012.

CHORESH, O.; RON, E.; LOYA, Y. The 60-k Da Heat Shock Protein (HSP60) of the Sea Anemone Anemonia viridis: A potential early warning system for environmental changes. Marine Biotechnology, v. 3, p. 501–508, 2001.

FABBRI, E.; VALBONESI, P.; FRANZELLITTI, S. HSP expression in bivalves. Information Systems Journal, v. 5, p. 135-161, 2008.

FERNANDES, F. A. Estresse osmótico: proteínas de estresse e balanço oxidativo em Neohelice granulata (Crustacea, Decapoda, Veronidae). 2010. 175 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.Porto Alegre.

GOLDSTONE, J. V.  Environmental sensing and response genes in cnidaria: the chemical defensome in the sea anemone Nematostella vectensis. Cell biology and Toxicology, v. 24, n. 6, p. 483-502, 2008.

GOULART, M.; CALLISTO, M. Bioindicadores de qualidade de água como ferramenta em estudos de impacto ambiental. Revista da FAPAM, v. 2, n. 1, 2003.

IWAMA, G. K.; THOMAS, P. T.; FORSYTH, R. B. et al. Heat shock protein expression in fish. Reviews in Fish Biology and Fisheries, v. 8, p. 35-56, 1998.

IWAMA, G. K.; VIJAYAN, M. M.; FORSYTH, R. B.et al. Heat shock proteins and physiological stress in fish. American Zoologist, v. 39, p. 901–909, 1999.

IPCC

IWAMA, G. K.; AFONSO, L. O. B.; TODGHAM, A. et al. Are HSPS suitable for indicating stressed states in fish? Journal of Experimental Biology, v. 207, pg. 15-19, 2004

JOHNSON, A. C.; ACREMAN, M. C.; DUNBAR, M. J. et al. The British river of the future: How climate change and human activity might affect two contrasting river ecosystems in England. Science of the Total Environment, v. 407, p. 4787–4798, 2009.

LACOSTE, A.; JALABERT, F.; MALHAM, S. K. et al. Stress and stress-induced neuroendocrine changes increase the susceptibility of juvenile oysters (Crassostrea gigas) to vibrio splendidus. Applied and Environmental Microbiology, v. 76, n. 5, p. 2304–2309, 2001.

LOHBECK, K. T.; RIEBESELL, U. L. F.; REUSCH, T. B. H. Adaptive evolution of a key phytoplankton species to ocean acidification. Nature Geoscience, v.5, p.346–351, 2012.

MARIANO, W. S.; OBA, E. T.; SANTOS, L. R. B. et al. Respostas fisiológicas de jeju, Hoplerythrinus unitaeniatus (Characiformes, Erythrinidae) expostos ao ar atmosférico. Revista brasileira de saúde e produção animal, v.10, p. 210-223, 2006.

MORAIS, M. G.; COSTA, J. A. V. Perfil de ácidos de microalgas cultivadas com dióxido de carbono. Ciências e Agrotecnologia de Lavras, v. 32, n. 4, p. 1245-1251, 2008.

MUNDAY, P. L.; LEIS, E. J. M.; LOUGH, E. J. M. et al. Climate change and coral reef connectivity. Coral Reefs, v. 28, p. 379–395, 2009.

PERES-NETO, P.R. Alguns métodos e estudos em ecomorfologia de peixes de riachos. Oecologia, v. 6, p. 209-236, 1999.

RANDALL, D.; BURGGREN, W.; FRENCH, K. Fisiologia animal, mecanismos e adaptações. 4 ed. Editora Guanabara Koogan. S. A. 2006. 729 p.

RAVAUX, J.; GAILL, F.; BRIS, N. et al. Heat-shock response and temperature resistance in the deep-sea vent shrimp Rimicaris exoculata. Journal of Experimental Biology, v. 206, p. 2345-2354, 2003.

SANTANA, G. P. 2008. Poluição aquática. Disponível em http://www.cq.ufam.edu.br/Artigos/poluicao_aquatica/poluicao_aquatica.html Acesso em 07 de junho de 2012.

TOMANEK, L. The heat-shock response: its variation, regulation and ecological importance in intertidal gastropods (genus Tegula). Integrative and Comparative Biology v. 42, pg. 797-807, 2002.