Dois novos estudos sobre biofluorescência de peixes marinhos encontram uma ligação estreita com recifes de corais e uma ampla gama de cores deslumbrantes
Uma nova investigação conduzida por cientistas do Museu Americano de História Natural lança luz sobre as origens antigas da biofluorescência nos peixes e sobre a gama de cores brilhantes envolvidas neste fenómeno biológico. Detalhados em dois estudos complementares recentemente publicados na Nature Communications e na PLOS One, os resultados sugerem que a biofluorescência remonta a pelo menos 112 milhões de anos e, desde então, evoluiu independentemente mais de 100 vezes, com a maior parte dessa atividade a ocorrer entre os peixes que vivem em recifes de coral.
O novo trabalho revela ainda que, nos peixes marinhos, a biofluorescência – que ocorre quando um organismo absorve luz, transforma-a e emite-a com uma cor diferente – envolve uma maior variedade de cores do que a relatada anteriormente, abrangendo vários comprimentos de onda de verde, amarelo, laranja e vermelho.
“Os investigadores já sabem há algum tempo que a biofluorescência está bastante difundida nos animais marinhos, desde as tartarugas marinhas aos corais, e especialmente entre os peixes”, disse Emily Carr, aluna de doutoramento da Escola de Pós-Graduação Richard Gilder do Museu e autora principal dos dois novos estudos. “Mas para realmente chegar à raiz do porquê e como essas espécies usam essa adaptação única – seja para camuflagem, predação ou reprodução – precisamos entender a história evolutiva subjacente, bem como o escopo da biofluorescência como ela existe atualmente.
© John Sparks e David Gruber
Para o estudo da Nature Communications, Carr conduziu um levantamento exaustivo de todos os teleósteos biofluorescentes conhecidos – um tipo de peixe ósseo que constitui, de longe, o maior grupo de vertebrados vivos atualmente. O resultado foi uma lista de 459 espécies biofluorescentes, incluindo 48 espécies que até então não eram conhecidas como biofluorescentes. Os investigadores descobriram que a biofluorescência evoluiu mais de 100 vezes nos teleósteos marinhos e estima-se que remonte a cerca de 112 milhões de anos, tendo a primeira ocorrência sido registada nas enguias.
A equipa descobriu também que as espécies de peixes que vivem nos recifes de coral ou em torno deles evoluem para a biofluorescência a uma taxa cerca de 10 vezes superior à das espécies que não vivem em recifes, com um aumento do número de espécies fluorescentes após a extinção do Cretáceo-Paleogénico (K-Pg), há cerca de 66 milhões de anos, quando todos os dinossauros não aviários morreram.
“Esta tendência coincide com o surgimento de recifes modernos dominados por corais e com a rápida colonização dos recifes por peixes, que ocorreu após uma perda significativa da diversidade de corais na extinção K-Pg”, disse Carr. “Essas correlações sugerem que o surgimento de recifes de corais modernos poderia ter facilitado a diversificação da fluorescência em peixes teleósteos associados a recifes”.
Dos 459 teleósteos biofluorescentes conhecidos, a maioria está associada a recifes de coral.
Para o estudo PLOS One, Carr e os seus colegas utilizaram um equipamento fotográfico especializado com luzes de excitação ultravioleta e azul e filtros de emissão para analisar os comprimentos de onda da luz emitida pelos peixes da coleção de Ictiologia do Museu. Recolhidos ao longo da última década e meia em expedições do Museu às Ilhas Salomão, à Gronelândia e à Tailândia, os espécimes do estudo foram anteriormente observados a fluorescer, mas a gama completa das suas emissões biofluorescentes era desconhecida.
O novo trabalho revela muito mais diversidade nas cores emitidas pelos teleósteos – algumas famílias exibem pelo menos seis picos distintos de emissão fluorescente, que correspondem a comprimentos de onda em várias cores – do que havia sido relatado anteriormente.
“A variação notável que observámos numa vasta gama destes peixes fluorescentes pode significar que estes animais utilizam sistemas de sinalização incrivelmente diversos e elaborados, baseados em padrões de emissão fluorescente específicos de cada espécie”, afirmou o conservador do Museu John Sparks, autor dos novos estudos e orientador de Carr. “Como estes estudos demonstram, a biofluorescência é simultaneamente omnipresente e incrivelmente variável do ponto de vista fenotípico entre os peixes marinhos. O que realmente gostaríamos de compreender melhor é como funciona a fluorescência nestas linhagens marinhas altamente variáveis, bem como o seu papel na diversificação.”
Os investigadores referem ainda que os numerosos comprimentos de onda de emissões fluorescentes encontrados neste estudo podem ter implicações na identificação de novas moléculas fluorescentes, que são habitualmente utilizadas em aplicações biomédicas, incluindo o diagnóstico e a terapia de doenças guiados por fluorescência.
