Os mexilhões são frutos do mar populares no norte da Alemanha. Mexilhões em suas conchas preto-azuladas, são encontrados nas regiões das marés das zonas costeiras. Como muitas criaturas nos oceanos, que se protegem com uma concha calcária de predadores, os mexilhões são ameaçados pela acidificação crescente da água do mar causada pela absorção de dióxido de carbono adicional da atmosfera, que é dissolvido na água do mar. Os mexilhões são muito sensíveis ao declínio do pH nos primeiros estágios da vida. Uma razão importante para isso é a enorme taxa de calcificação no estágio larval:entre o primeiro e o segundo dia de vida, eles formam uma concha calcificada, que corresponde ao peso do resto do corpo. Este processo é estudado por cientistas de Kiel e publicado na revista internacional Nature Communications .

"Pela primeira vez, usamos dois métodos diferentes para entender a calcificação de larvas com casca de um a dois dias de idade para estimar sua sensibilidade às mudanças climáticas ", explica Kirti Ramesh, primeiro autor do estudo e aluno de doutoramento no grupo de Ecofisiologia do GEOMAR e na Escola Integrada de Ciências do Oceano (ISOS) do Cluster de Excelência "The Future Ocean". "Com a ajuda de corantes fluorescentes e técnicas especializadas de microscopia, fomos capazes de rastrear a deposição de carbonato de cálcio em larvas vivas e mostrar que o carbonato de cálcio não é formado intracelularmente, como se pensava anteriormente. É mais provável que o cálcio seja adquirido diretamente da água do mar e transportado para a casca por meio de proteínas de transporte específicas. Então, muito perto da casca, a formação de carbonato de cálcio ocorre ", explica Kirti Ramesh.

Na segunda etapa, a equipe estudou as condições abióticas diretamente sob a concha. Com minúsculos microeletrodos de vidro, cálcio, O pH e o carbonato foram medidos em larvas medindo apenas décimos de milímetro. "Pela primeira vez, pudemos mostrar que as larvas do mexilhão são capazes de aumentar o pH e a concentração de carbonato abaixo da casca, o que leva a maiores taxas de calcificação ", explica o Dr. Frank Melzner, Chefe do Grupo de Trabalho de Ecofisiologia da GEOMAR. "Contudo, com o aumento da acidificação, os valores de pH abaixo da casca também diminuem, o que leva a taxas de calcificação reduzidas e, em concentrações muito altas de CO2, dissolução da casca e aumento da mortalidade ocorre ", "Melzner continua. No entanto, é interessante, que as conchas se dissolvem apenas em valores de pH muito baixos. Isso sugere que os constituintes orgânicos da casca do mexilhão larval contribuem para a resistência à dissolução.

"Com esses resultados, podemos estabelecer uma relação direta entre a taxa de calcificação dos mexilhões e a química do carbonato da água do mar, "explica o Prof. Dr. Markus Bleich, Chefe do Instituto de Fisiologia da Universidade de Kiel. De acordo com Bleich, a razão para a alta sensibilidade das larvas do mexilhão à acidificação é a capacidade limitada de regulação de íons das larvas do mexilhão.

Qual é o próximo? “Usaremos métodos genéticos e proteômicos para investigar quais proteínas desempenham um papel no transporte de cálcio e carbonato, e quais substâncias orgânicas na casca aumentam sua resistência à dissolução. Os resultados do nosso laboratório mostram que algumas populações de mexilhões, especialmente do Mar Báltico, são mais tolerantes à acidificação do oceano. “Achamos que a chave para o aumento da resistência das conchas dos mexilhões à dissolução está na variação dos constituintes orgânicos das conchas”, diz Melzner. Populações mais tolerantes podem finalmente ser as vencedoras das mudanças climáticas.