Mesmo com os dias de outono ficando mais curtos, o aquecimento do clima faz com que os invernos em Ohio não sejam tão frios quanto há apenas algumas décadas, segundo dados da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA). Esse crescente descompasso entre as horas de luz solar e a temperatura pode representar um problema para os animais que dependem de sinais sazonais para preparar seus corpos para o inverno, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade Case Western Reserve.
Cientistas que estudam as rãs-cinzentas (gray tree frogs) — uma espécie que sobrevive a temperaturas abaixo de zero armazenando compostos “anticongelantes” em seus corpos — descobriram que esses anfíbios começam naturalmente a se preparar para o inverno respondendo à diminuição das horas de luz do dia, e não às temperaturas mais frias.
“Isso significa que elas podem estar direcionando recursos energéticos preciosos para a preparação para o inverno de que talvez nem precisem”, disse Michael Benard, professor e chefe do departamento de biologia da Case Western Reserve, onde o estudo foi realizado. “A implicação mais ampla é que espécies com estratégias de sobrevivência baseadas na duração do dia podem se preparar para o inverno cedo demais e reagir mal às mudanças climáticas.”
As descobertas foram publicadas online em setembro, na seção Early View do Journal of Animal Ecology.
A pesquisa é resultado da BioScience Alliance, um programa internacionalmente reconhecido em pesquisa biológica e formação de estudantes que envolve a Case Western Reserve, o Zoológico de Cleveland Metroparks e o Arboreto Holden.
Manipulando o relógio da natureza
As rãs-cinzentas sobrevivem ao inverno congelando completamente e descongelando quando o clima esquenta. (Elas fazem isso armazenando glicogênio no fígado, que depois é convertido em glicerol e distribuído pelo corpo, impedindo que as células se rompam durante o congelamento.)
Para entender como os sapos são estimulados a armazenar glicogênio, os pesquisadores manipularam a quantidade de luz do dia que girinos e, depois, jovens rãs recebiam. Eles simularam dias ficando mais longos (entre abril e junho), dias ficando mais curtos (entre agosto e novembro) e um comprimento de dia normal (julho a setembro), usado como grupo de controle. Todas as rãs foram mantidas na mesma temperatura.
Os resultados foram impressionantes: as rãs expostas à simulação de outono armazenaram até 14 vezes mais glicogênio do que as outras. Como o glicogênio é armazenado no fígado, os fígados dessas rãs aumentaram de três a quatro vezes o tamanho dos de outros grupos. Esses anfíbios “preparados para o inverno” também eram menores e cresciam mais lentamente.
Uma “armadilha ecológica” em formação
Espécies que ajustam seu comportamento de acordo com a duração do dia para se preparar para temperaturas frias podem acabar presas em uma chamada “armadilha ecológica” à medida que o clima esquenta. Essa armadilha pode afetar comportamentos críticos, incluindo ciclos de reprodução e padrões de migração.
“Houve uma redução significativa no crescimento; elas não estão se alimentando tanto, e o que consomem é direcionado ao armazenamento de glicogênio no fígado, em vez de para o crescimento de ossos ou músculos”, disse Troy Neptune, que liderou a pesquisa como parte de seu doutorado na Case Western Reserve. Ele continuará seus estudos sobre luz e biologia com uma bolsa Fulbright na Estação Biológica de Doñana, na Espanha.
“Não observamos um colapso populacional nas rãs-cinzentas, e elas estão amplamente distribuídas pelos Estados Unidos”, acrescentou. “Mas, para outras espécies com distribuição geográfica mais limitada, esse tipo de descompasso entre o comportamento e as condições ambientais pode ser catastrófico.”
Métodos de pesquisa inovadores
O estudo foi conduzido usando uma combinação única de instalações da Case Western Reserve e do zoológico. Para manipular a luz do dia, os pesquisadores cobriam e descobriam tanques ao ar livre com coberturas bloqueadoras de luz na University Farm Biology Research Field Station, em Hunting Valley, Ohio. Quando os girinos se metamorfoseavam em rãs, eram levados para laboratórios onde a iluminação era automaticamente controlada.
“Este trabalho é um excelente exemplo de como nossa colaboração está aproveitando recursos coletivos para ajudar a resolver alguns dos desafios mais urgentes da conservação”, disse Diana Koester, professora adjunta de biologia na Case Western Reserve e curadora de pesquisa no Zoológico de Cleveland Metroparks. Koester supervisionou a pesquisa conduzida no zoológico, onde Neptune utilizou técnicas normalmente aplicadas para avaliar a saúde e o bem-estar de animais em zoológicos para medir os níveis de glicogênio nos fígados das rãs.
Traduzido de Phys.org.
