Perguntas e respostas:investigando o notável ciclo reprodutivo dos moluscos ameaçados de Michigan
Ilustração do ciclo de vida da Lampsilis fasciola. Crédito:PeerJ (2024). DOI:10.7717/peerj.17359 Michigan abriga 43 espécies de mexilhões nativos de água doce, 30 dos quais são considerados em risco de extinção. Entre os muitos factores que ameaçam os habitantes do fundo do mar estão a concorrência dos invasores mexilhões zebra e quagga, a poluição da água e, especialmente, as barragens.
O rio Huron, no sudeste de Michigan, por exemplo, tem 19 barragens em seu curso principal e pelo menos 96 em toda a sua drenagem. O represamento transforma completamente a ecologia de um rio, substituindo habitats nativos de cardumes, corredeiras e piscinas ricos em mexilhões por reservatórios semelhantes a lagos menos adequados.
Dois biólogos da Universidade de Michigan conduziram um estudo recente sobre mexilhões de água doce com base em trabalho de campo ao longo do rio Huron e do rio Raisin, também no sudeste de Michigan. O estudo, publicado em 24 de maio na revista PeerJ , investiga o notável ciclo reprodutivo dos mexilhões de água doce, que inclui o uso de "iscas de manto" carnudas por fêmeas grávidas para atrair peixes próximos e "infectá-los" com larvas de mexilhão.
O principal autor do estudo, Trevor Hewitt, conduziu o trabalho de campo para sua tese de doutorado no Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UM. A autora sênior, Diarmaid Ó Foighil, é professora do departamento e foi conselheira de Hewitt.
Quais informações básicas alguém que não está familiarizado com sua área precisa saber para entender as descobertas do seu estudo?
Hewitt:Os mexilhões de água doce passam por um desenvolvimento larval parasitário obrigatório, no qual as fêmeas grávidas devem infectar um peixe hospedeiro adequado com seus filhotes. As larvas do mexilhão normalmente fixam-se nas guelras do peixe hospedeiro e, após duas a quatro semanas, metamorfoseiam-se em juvenis e caem no leito do rio. Muitas espécies de mexilhões são especialistas em hospedeiros, infectando apenas uma ou algumas espécies de peixes e utilizando estratégias distintas de infecção do hospedeiro.
Uma das estratégias mais marcantes envolve o uso de uma isca de manto. Esta é uma aba de tecido pigmentado exibida por fêmeas grávidas para imitar uma presa hospedeira (um peixe pequeno, um invertebrado, etc.), provocando um ataque do peixe hospedeiro e resultando em sua infecção.
As exibições de iscas de manto são um exemplo notável e pouco estudado de mimetismo na natureza que ocorre em muitos de nossos riachos e rios a cada primavera e verão.
Qual pergunta de pesquisa exata você pretendia responder e quais métodos você usou?
Hewitt:Nossa pesquisa se concentrou na diversidade de iscas do manto presente em uma espécie de mexilhão, o mexilhão-lâmpada de raios ondulados, que é encontrado de Michigan ao Alabama. Este mexilhão usa robalo como principal peixe hospedeiro e, o mais incomum, tem dois tipos de iscas de manto altamente distintos.
Um, anteriormente denominado "semelhante a darter", lembra um pequeno peixe chamado darter, completo com manchas nos olhos, coloração corporal manchada e extensões marginais proeminentes, incluindo uma cauda. O outro, anteriormente denominado "semelhante a um verme", é uniformemente laranja brilhante com fundo preto. Ambas as formas de atração, ou morfologias, ocorrem simultaneamente em toda a área de distribuição do animal.
Esses mexilhões de água doce criados em cativeiro foram usados em um estudo liderado pela Universidade de Michigan sobre “iscas de manto” carnudas que mexilhões fêmeas grávidas usam para infectar peixes hospedeiros com seus filhotes. Crédito:Diarmaid O’Foighil, Universidade de Michigan
Os objetivos da nossa pesquisa foram:confirmar que a diversidade da isca do manto representa um verdadeiro polimorfismo, significando uma forma claramente diferente dentro de uma população da espécie; investigar a sua persistência ecológica ao longo do tempo; identificar a gama de espécies modelo putativas alvo deste sistema de mimetismo numa população natural; e determinar se as duas formas de atração do manto diferem em seu comportamento de exibição, além de sua pigmentação e morfologia.
Quais são as descobertas mais importantes do seu estudo e como elas vão além dos estudos anteriores sobre este tópico?
Ó Foighil:Conseguimos demonstrar que a diversidade de morfos da atração do manto nesta espécie é um verdadeiro polimorfismo usando dois critérios independentes:árvores evolutivas baseadas em dados genômicos e herança de ambos os morfos dentro de uma ninhada criada em cativeiro - o primeiro registro desse tipo em água doce mexilhões.
Usando espécimes de museu de uma população de River Raisin, descobrimos que o polimorfismo parece estável ao longo do tempo ecológico. A proporção das duas formas de isca em 2017 foi consistente com a das amostras de museu coletadas no mesmo local seis décadas antes.
Conseguimos identificar prováveis espécies modelo para as variantes da isca do manto - ou seja, as espécies de peixes ou invertebrados que as iscas do manto imitam - dentro da população de mexilhões do rio Raisin. Quatro motivos principais de isca semelhantes a darter aproximavam visualmente quatro espécies de peixes darter co-ocorrentes, e a isca semelhante a um verme lembrava a sanguessuga medicinal norte-americana. Darters e sanguessugas são presas típicas do robalo.
Usando uma câmera GoPro, foram feitas gravações de campo dos comportamentos de exibição da isca de darter e sanguessuga no rio Raisin e no rio Huron. As exibições foram bastante semelhantes, apesar da diferença pronunciada na aparência da isca e nas espécies modelo, o que implica que o mimetismo é apenas superficial.
Houve alguma grande surpresa?
Hewitt:Houve várias grandes surpresas. O mais importante foi a descoberta inesperada do polimorfismo da isca do manto dentro da ninhada, o que significa que diferentes formas da isca do manto foram encontradas dentro de um único grupo de descendentes postos por uma fêmea de mexilhão. Este resultado crítico foi conquistado com muito esforço, exigindo infecção de peixes hospedeiros e dois anos de cultura de mexilhões juvenis no Centro de Biodiversidade Aquática do Alabama.
Outra surpresa foi a descoberta de amostras de mexilhões da década de 1950 em nosso local de estudo em River Raisin, na coleção de moluscos do Museu de Zoologia da U-M. As iscas do manto nesses espécimes antigos ainda estavam intactas e nos permitiram comparar a proporção entre a forma da isca sanguessuga e a forma da isca darter ao longo de um período de mais de 60 anos.
Quais são as principais implicações ou possíveis aplicações dessas descobertas?
Ó Foighil:A descoberta da herança discreta dentro da ninhada do polimorfismo da atração do manto é particularmente emocionante porque implica controle potencial por um único locus genético. Praticamente nada se sabe sobre os genes reguladores que controlam as iscas do manto, representando uma lacuna significativa de conhecimento. Nossos resultados identificam o mexilhão-lâmpada de raios ondulados como um sistema de estudo promissor para identificar os genes reguladores que controlam uma característica adaptativa chave dos mexilhões de água doce ameaçados de extinção na América do Norte.
Os outros autores do estudo PeerJ são Paul Johnson e Michael Buntin, do Centro de Biodiversidade Aquática do Alabama, e Talia Moore, da Universidade de Michigan.
