O mistério porque umas raias espinhosas são grandes e outras pequenas ainda não está totalmente revelado, mas os investigadores estão agora no caminho certo
Em 2002, quando Jeff Kneebone era estudante universitário, a sua investigação incidiu sobre um mistério marinho que tem deixado os cientistas curiosos perplexos nas últimas duas décadas. Esse mistério tinha a ver com as raias-espinhosas no Atlântico Norte. Nalgumas partes da sua área de distribuição, os indivíduos desta espécie apresentam-se em dois tamanhos distintos, independentemente do sexo, e ninguém conseguia perceber porquê. Na altura, Kneebone também não.
Num novo estudo, Kneebone e investigadores do Museu de História Natural da Florida dizem ter finalmente encontrado uma resposta. E tudo graças à COVID-19. Há quase um século que se conhece a discrepância de tamanho entre as raias-espinhosas, mas esta tornou-se extremamente importante a partir da década de 1970, quando o seu número diminuiu.
Pensava-se que a causa do declínio era a sobrepesca humana e a solução era simples. Em 2003, foi introduzida uma moratória de pesca rigorosa nos Estados Unidos para a raia-espinhosa e para outra espécie, a raia-barbuda, que também estava a ter um mau desempenho.
“A raia-barboleta recuperou ao ponto de ser agora autorizada a ser pescada novamente, mas, por qualquer razão, a raia-espinhosa manteve-se em baixa, apesar de 20 anos de proteção”, disse Kneebone, que trabalha atualmente como cientista sénior no Anderson Cabot Center for Ocean Life no New England Aquarium.
Segundo os dados recolhidos pela Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, as raias-espinhosas diminuíram entre 80% e 95% em algumas zonas, em especial no Golfo do Maine, e estão também a definhar nas águas canadianas ao largo da Plataforma da Escócia. Estas têm uma distribuição alargada. Podem ser encontradas desde a Carolina do Sul até ao Círculo Polar Ártico e a leste, passando pela Escócia, Noruega e Rússia. Na parte ártica e europeia da sua área de distribuição, as raias-espinhosas têm apenas um tamanho. Só ao longo da costa da América do Norte é que coexistem variedades pequenas e grandes.
“Ninguém conseguia perceber o que se passava”, disse o coautor do estudo Gavin Naylor, diretor do Programa de Investigação de Tubarões da Florida no Museu de História Natural da Florida. Os cientistas tinham tentado estudar o ADN das raias espinhosas para ver se havia alguma diferença entre os tamanhos grandes e pequenos, mas não conseguiram nada. “As formas grandes têm o dobro do tamanho e demoram 11 anos a atingir a idade adulta. As formas pequenas atingem a maturidade aos seis anos de idade. Tem de haver diferenças genéticas.”
Naylor pensou que poderia ser capaz de decifrar o código
A ideia era simples. Estudos anteriores tinham tentado responder à questão analisando algumas sequências curtas de ADN retiradas de um pequeno número de raias espinhosas. Era uma boa estratégia, argumentou Naylor, mas não era suficiente porque os investigadores ainda não tinham processado ADN suficiente. Em vez disso, o que era necessário era uma abordagem de captura de genes: um método de trabalho intensivo que permite aos investigadores recolher dados de sequências de ADN de milhares de sequências em todo o genoma de um organismo, o termo utilizado para descrever o ADN armazenado nos núcleos das células. Mais importante ainda, fá-lo-iam para centenas de patas espinhosas, o que lhes forneceria amplos dados para analisar.
Lennart espalhou a notícia pela comunidade científica e as pessoas enviaram à equipa mais de 600 amostras de tecidos recolhidos em grande parte do Hemisfério Norte. Lennart fez os preparativos dispendiosos para iniciar o trabalho de laboratório, com financiamento da Fundação Lenfest e da Fundação Nacional de Ciência.
Foi então que surgiu a pandemia de COVID-19 e as restrições subsequentes tornaram impossível a realização de um trabalho de laboratório extenso e presencial, colocando o projeto num hiato indefinido.
Uma das investigadoras de pós-doutoramento de Naylor na altura, Shannon Corrigan, organizou uma missão de salvamento. Se não conseguissem recolher ADN de captura de genes de centenas de patas-espinhosas, poderiam sequenciar o genoma completo de quatro ou cinco indivíduos. Isto reduziria drasticamente a quantidade de trabalho presencial que teria de ser efetuado.
Era um plano arriscado. Havia apenas uma pequena hipótese de encontrarem o que procuravam através da sequenciação de genomas e só tinham financiamento suficiente para fazer uma coisa ou outra.
Foi um golpe de sorte, disse Naylor, mas que compensou. Se tivessem utilizado a ideia original de captura de genes, “teríamos perdido completamente a oportunidade”.
Mas, na realidade, só por pouco não o perderam. O primeiro autor do estudo, Pierre Lesturgie, foi encarregado de analisar o genoma – todos os 2,5 mil milhões de pares de bases – após ter sido sequenciado. Enquanto passava os dados a pente fino, algo estranho o chamou a atenção.
“Havia uma grande região no cromossoma 2 que nos pareceu estranha. Como se comportava de uma forma que não compreendíamos, pensámos em retirá-la da análise”, disse Lesturgie. Pensou que poderia ser uma aberração ou potencialmente um erro introduzido durante o processo de sequenciação e receou que reduzisse a exatidão dos resultados. Estava prestes a deitá-la fora quando Naylor mencionou que se parecia com o tipo de coisa que se obtém com uma inversão genética, um processo natural em que uma sequência de ADN é invertida na direção errada.
A maioria dos organismos, incluindo os humanos, tem pelo menos algumas inversões nos seus genomas, pelo que não são invulgares, mas raramente resultam em diferenças observáveis entre indivíduos. Mas como era tudo o que os investigadores tinham para continuar, verificaram se a sequência invertida estava presente tanto nos patins espinhosos grandes como nos pequenos. Não estava. Apenas as patas-espinhosas grandes tinham o trecho espelhado de ADN. Precisavam de fazer mais trabalho para confirmar, mas tinham encontrado a resposta. E assim se começa a estourar garrafas de champanhe e a celebrar a boa disposição.
Descobrir o que causou a diferença de tamanho é apenas o primeiro passo, disse Kneebone. Agora os investigadores podem avançar no desenvolvimento de um plano de conservação. O próximo envolverá a boa e velha observação. Antes da descoberta da inversão genética, era difícil – e, nalguns casos, impossível – distinguir entre os tipos grandes e pequenos.
“Conseguíamos identificar os machos e as fêmeas grandes, porque eram maiores do que tudo o resto”, disse Naylor. Quando atingem a maturidade, tanto os machos grandes quanto os pequenos desenvolvem longas pinças de cada lado da cauda, dando-lhes o aspeto geral de um papagaio com serpentinas. “Por isso, quando temos um macho pequeno com grandes pinças, sabemos que é um adulto. Mas não podemos fazer nada com as fêmeas pequenas, porque não sabemos se são apenas bebés a caminho de se tornarem grandes”.
Esta limitação tem dificultado a investigação sobre a espécie, afirma Kneebone. “A grande questão sempre foi: como é que são as histórias de vida das duas formas morfológicas? Atualmente, não são discriminados na avaliação das unidades populacionais, pelo que uma raia espinhosa é uma raia espinhosa”.
O último passo será descobrir porque é que as raias espinhosas continuam a diminuir em partes da sua área de distribuição. Felizmente, os cientistas já têm algumas boas pistas. Os dados atuais sugerem que é mais difícil para os dois tamanhos cruzarem-se em locais onde estão em declínio do que noutros. É possível que esta barreira natural e parcial à reprodução possa ser exacerbada pelas alterações climáticas.
As raias-espinhosas estão a ter mais problemas no Golfo do Maine, onde as temperaturas da superfície do mar aumentaram mais rapidamente do que em 99% dos oceanos do mundo nos últimos anos. Este facto teve todo o tipo de efeitos desagradáveis, como o colapso da pesca do bacalhau na região.
Resta saber se as alterações climáticas são parcialmente responsáveis pela situação da raia-espinhosa e, em caso afirmativo, por que razão têm uma influência negativa indevida sobre esta espécie, em comparação com outras raias que vivem na mesma zona. Para o determinar, Kneebone disse que vão precisar de mais dados. “Estamos a tentar utilizar a melhor ciência disponível para tomar decisões sobre a melhor forma de gerir e manter as populações”.
