Essas anêmonas hipnotizantes têm uma camada brilhante de proteção

O biólogo marinho Dimitri Deheyn caminha até um aquário isolado em uma sala na Scripps Institution of Oceanography. Ao redor dele, bombas giram em tanques azuis, botas de borracha rangem contra pisos de concreto e o doce cheiro de algas intermareais enche o ar. Deheyn abre as dobradiças do aquário experimental e examina fileiras e fileiras de anêmonas. Então ele submerge a mão na água, transfere um dos invertebrados para uma placa de Petri e caminha até o laboratório de fotobiologia, uma sala onde os pesquisadores estudar como os organismos vivos interagem com a luz.

Deheyn desliga as luzes no laboratório de fotobiologia, e a anêmona, que fica em uma polegada de água, é colocada sob um holofote ultravioleta (UV). A criatura monótona começa a brilhar em um verde brilhante. A transformação é o resultado da biofluorescência — o processo no qual proteínas únicas absorvem comprimentos de onda específicos de luz, ou seja, luz UV, e os transformam de volta em comprimentos de onda diferentes. Dependendo do tipo de proteína em um organismo, entre outros fatores moleculares, as criaturas podem criar cores, incluindo verde neon, azul, amarelo ou laranja.

Anêmonas intermareais, como esta, são incrivelmente resilientes. Duas vezes por dia, todos os dias, a intermareal onde muitas espécies de anêmonas vivem muda completamente. A mudança na área exposta entre a maré alta e a baixa deixa os moradores do ecossistema com duas escolhas: sobreviver à mudança ou perecer. As anêmonas intermareais desenvolveram adaptações especializadas para lidar com essa mudança, permitindo que prosperem nesses extremos, e os cientistas acabaram de descobrir mais sobre uma dessas adaptações.

Em um estudo publicado em março no Anais da Academia Nacional de Ciênciaspesquisadores descobriram que uma proteína em anêmonas intermareais aumenta a produção de fluorescência enquanto permite uma propriedade antioxidante. Antioxidantes são compostos que desintoxicam radicais livres, substâncias químicas perigosas criadas por estressores para organismos. Ao oferecer uma nova fonte de defesa bioquímica contra estressores, essa proteína pode ser a diferença entre a vida e a morte para anêmonas em um oceano em mudança. Pode ajudar as criaturas a lidar com mudanças — como maiores extremos de temperatura — e melhorar as chances de as anêmonas sobreviverem e passarem seus genes para uma nova geração. Quanto mais brilhante a anêmona, mais prontamente ela pode processar e lidar com estressores induzidos pelo clima.

Para o estudo, liderado pelo biólogo Nathaniel Clarke, então da Universidade de Stanford e agora no MIT, e Deheyn, da Universidade da Califórnia em San Diego, os pesquisadores estudaram três espécies de anêmonas na costa da Califórnia e identificaram uma proteína única chamada AnthoYFP que controla a intensidade da biofluorescência. As três espécies de anêmonas são semelhantes, pois ocupam ambientes semelhantes e fluorescem um verde brilhante sob luz ultravioleta, mas sua cor sob luz branca pode variar. Ao explorar uma espécie, as anêmonas sunburst (Anthopleura sola), os pesquisadores descobriram uma mutação de cor única que exibia um verde neon quando fluorescia sob luz UV e sob luz branca. (Outros tipos desta anêmona apresentam uma tonalidade verde-oliva ou marrom sob luz branca.) Perplexos com essa mudança de cor perpetuamente neon, os autores investigaram e identificaram uma versão da proteína AnthoYFP que torna a anêmona mais brilhante sob luz branca e também UV.

Ainda mais notável do que as propriedades fotônicas que a proteína produz é a defesa bioquímica que ela fornece. Este estudo demonstra a função antioxidante de proteínas fluorescentes em um organismo vivo pela primeira vez, abrindo uma porta para mais pesquisas.

As implicações dessa descoberta podem ir além do intermareal no futuro. Clarke imagina um futuro no qual o AnthoYFP é utilizado para ajudar outros invertebrados a lidar com o estresse celular. Deheyn sugere que a proteína poderia ser geneticamente modificada em outras espécies de cnidários — incluindo corais e anêmonas—para aumentar a resiliência diante de extremos de temperatura mais elevados, tempestades mais severas e aumento da acidez oceânica devido às mudanças climáticas. Por exemplo, Clarke diz que essa proteína poderia ajudar a criar corais resistentes ao estresse que poderiam suportar os desafios de oceanos mais quentes.

Todos os estressores intermareais — da maré alta à maré baixa — aumentarão à medida que as costas se transformam devido às mudanças climáticas, de acordo com Deheyn. Na maré alta, ondas mais extremas fornecerão estresse de cisalhamento adicional às anêmonas, ameaçando arrancá-las para o mar. Na maré baixa, o calor extremo e longos períodos fora da água podem aumentar as chances de as criaturas secarem. A elevação do mar também empurrará seu ecossistema mais para cima da praia e para as bordas de sua zona habitável. De acordo com Deheyn, as anêmonas com a proteína recém-identificada estariam mais bem equipados para prosperar sob tais estressores incrementais.

Deheyn diz que graças aos cientistas cidadãos ele e seus colegas sabem onde a morfologia de cor da anêmona sunburst vive e está se espalhando. Os autores usaram observações da plataforma digital iNaturalista para determinar o alcance, a densidade populacional e a prevalência desta anêmona única.

Na Califórnia, uma forte comunidade de entusiastas da intermareal envia regularmente fotos e observações para bancos de dados como o iNaturalist. Para esses cientistas cidadãos, a pressa da descoberta e a natureza em constante mudança das poças de maré os atraem. Para este estudo, milhares de cientistas cidadãos tiraram fotos e analisaram quase 6.000 anêmonas do Oregon até Baja, no México, para ajudar a identificar populações de anêmonas sunburst.

Jami Feldman é um desses cientistas cidadãos apaixonados. Um mergulhador ávido, Mergulho Pro embaixador e criador do TikTok com o nome de usuário @Paparazzi subaquático, Feldman vai até as piscinas naturais em La Jolla, Califórnia, equipada com perneiras de neoprene, uma câmera subaquática e uma lanterna de cabeça. Ela geralmente chega ao seu destino 30 minutos antes da maré baixa, o que lhe permite chegar às suas piscinas favoritas antes que a maré alta as leve embora. Feldman às vezes até visita as piscinas às 3h30 da manhã, uma caminhada árdua que a recompensa com avistamentos raros de espécies que são ativas à noite ou ao amanhecer e ao anoitecer.

Seu amor pelo intertidal começou porque ela queria algo para fazer quando o oceano estivesse agitado demais para mergulho. Agora, Feldman ficou obcecada com o desafio de encontrar e fotografar diferentes espécies nas piscinas. À medida que o clima de San Diego muda, ela espera fornecer “uma visão em tempo real” das mudanças do ecossistema para os cientistas.

Cientista cidadão e nudibrânquio a amante Laura Simonato também compartilha ativamente suas descobertas intermareais com o iNaturalist. Ela posta sobre a diversidade e a maravilha da vida intermareal @a maré pooler no Instagram. Simonato olha para o iNaturalist ao decidir quais sites visitar para encontrar certas espécies, incluindo aquelas que ela nunca viu. Para educar outros exploradores intertidais, Simonato criou um “Tidaldex”, um pôster interativo de criaturas intertidais, que ela vende.

Encontrar e fotografar pequenos invertebrados exigiu muita prática de Simonato. Depois de anos visitando as poças de maré, ela se tornou mais consciente do que estava ao seu redor e do que estava fora do lugar. Compartilhar essas observações de criaturas fora do lugar ajuda os cientistas a identificar mudanças de habitat e expansões de alcance de espécies, que são possivelmente influenciadas pelas mudanças climáticas.

Ao apresentar o intermareal a outras pessoas, Feldman e Simonato esperam encorajar novas vozes a se juntarem a eles e, com a ajuda de cientistas, criar um futuro mais brilhante e resiliente para o oceano.