Uma hipótese sobre o processo de adaptação ao ambiente das marés em um caracol de água doce. O ritmo circatidal não é expresso em indivíduos não-marés em condições naturais. Na fase inicial de adaptação ao ambiente das marés, a flexibilidade dos ritmos biológicos permitiu aos caracóis lidar com os ciclos das marés. Posteriormente, ocorreram algumas alterações genéticas e os caracóis apresentaram um ritmo circatidal mais pronunciado no ambiente das marés. Crédito:Takumi Yokomizo, Centro de Pesquisa Ecológica, Universidade de Kyoto Os organismos, incluindo os humanos, seguem um cronograma que coordena funções corporais importantes, como ciclos de sono-vigília, metabolismo, produção hormonal, função cognitiva e hábitos alimentares, aos ciclos ambientais.
Embora a maioria dos organismos possua ritmos circadianos sincronizados com o ciclo dia-noite de 24 horas, eles também desenvolveram outros relógios internos para se adequarem aos seus ambientes locais. Os animais marinhos desenvolveram ritmos circadianos, alinhando as atividades com o ciclo das marés de 12,4 horas, complementando os ritmos circadianos.
Pesquisadores da Universidade de Chiba descobriram que os caracóis que vivem em áreas de maré a jusante têm ritmos biológicos sincronizados com os ciclos de maré, ao contrário daqueles em regiões sem marés. Esta observação levanta a questão de saber se os ritmos circatiais se desenvolvem devido a diferenças de habitat ou são causados por variações genéticas entre as populações.
Com base em suas descobertas anteriores, o Professor Associado Yuma Takahashi, juntamente com o Dr. Takumi Yokomizo da Universidade de Chiba (na época do estudo, e atualmente pesquisador de pós-doutorado no Centro de Pesquisa Ecológica da Universidade de Kyoto), revelaram que os caracóis de água doce que vivem em ambientes de marés ajustam gradualmente os seus ritmos biológicos para sincronizar com os ciclos das marés.
O estudo publicado na revista Heredity em 27 de março de 2024, oferece insights sobre a adaptabilidade e a divergência potencial dos ritmos biológicos em resposta aos ambientes de maré.
“Este estudo revelou mudanças genéticas e não genéticas nos ritmos biológicos durante a adaptação aos ambientes de maré em um caracol de água doce. Este resultado pode levar a uma compreensão do papel dos relógios biológicos na adaptação ao ambiente rítmico, que é um dos mais importantes. questões em cronobiologia", diz o Dr. Takahashi.
Os pesquisadores coletaram caracóis de água doce (Semisulcospira reiniana) em áreas com e sem marés ao longo do rio Kiso, no Japão, distantes 20 km uma da outra. Os caramujos foram divididos em dois grupos:um exposto a um ciclo regular de claro-escuro de 24 horas, enquanto o outro experimentou um ciclo simulado de maré de 12 horas, alternando entre submersão durante a maré alta e exposição ao ar durante a maré baixa.
Após um período de arrastamento de 4 semanas, os investigadores analisaram o comportamento e os padrões de expressão genética dos caracóis no escuro, a uma temperatura constante de 23°C. Entre os caramujos de áreas sem marés, não houve diferenças significativas na intensidade dos ritmos circadiano e circatidal entre os dois grupos. No entanto, os caracóis das áreas de marés que foram expostos ao ciclo de maré simulado apresentaram ritmos circatidal mais fortes em comparação com o grupo controle.
Curiosamente, tanto as populações de marés como as não-marés expostas à maré simulada mostraram um aumento no número de genes oscilantes circatidal e uma diminuição nos genes oscilantes circadianos (genes que flutuam em atividade em sintonia com o ciclo das marés e diurno, respectivamente). . Os caracóis que já se adaptaram aos ciclos das marés nos rios no início da vida tinham um número maior de genes oscilantes circatidal em comparação com a população não-tidal.
Estes resultados implicam que os ritmos de expressão dos genes controlados pelo relógio biológico são sensíveis às mudanças ambientais e podem ser influenciados por alterações genéticas que resultam da adaptação ambiental.
"Nosso estudo se concentrou na flexibilidade dos relógios biológicos e descobriu seu potencial para alterar os ritmos biológicos de acordo com os ciclos ambientais dominantes", diz o Dr. Takahashi.
As interrupções nos ritmos biológicos podem impactar negativamente vários processos fisiológicos. As descobertas deste estudo podem melhorar a nossa compreensão de como os organismos se adaptam às mudanças nas condições ambientais e revelar-se valiosas no tratamento de doenças cronobiológicas no futuro.
