Tardígrados podem sobreviver décadas sem água

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(Créditos: David Spears FRPS FRMS/Corbis Documentary/Getty Images)

Traduzido por Julio Batista
Original de Tessa Koumoundouros para o ScienceAlert

A água é um ingrediente chave para toda a vida na Terra, mas os tardígrados com seus poderes quase imortais podem, de alguma forma, suportar serem drenados de quase toda a sua H2O.

Agora, pesquisadores descobriram outro truque que essas anomalias microscópicas gordinhas usam para sobreviver a anos de desidratação extrema.

“Embora a água seja essencial para toda a vida que conhecemos, alguns tardígrados podem viver sem ela potencialmente por décadas”, disse o biólogo Takekazu Kunieda, da Universidade de Tóquio.

Coloquialmente conhecidos como ursos-d’água, muitas das 1.300 espécies conhecidas de tardígrados toleram condições que seriam fatais para todas as outras formas de vida conhecidas.

Deixe-os passar fome, ferva-os, congele-os, irradie-os ou dispare-os de uma arma e esses parentes distantes de verme aveludados continuarão voltando para mais.

Quando esses animais aquáticos se encontram em um ambiente que drena sua água, os tardígrados murcham em uma forma redonda chamada de criptobiose.

Como Kunieda, biólogo da Universidade de Tóquio Akihiro Tanaka e colegas explicam em seu paper, os tardígrados desidratados são excepcionalmente estáveis ​​e podem resistir a muitos extremos, incluindo a exposição ao vácuo do espaço e ainda conseguem se ressuscitar.

“Acredita-se que, à medida que a água sai de uma célula, algum tipo de proteína deve ajudar a célula a manter a força física para evitar o colapso de si mesma”, disse Kunieda.

Assim, os pesquisadores vasculharam um grupo de tardígrados conhecidos por suas habilidades de desidratação chamados eutardígrados para proteínas que poderiam explicar esse fenômeno, encontrando 336 suspeitos únicos.

“Depois de testar vários tipos diferentes, descobrimos que proteínas solúveis em calor citoplasmático (CAHS), exclusivas dos tardígrados, são responsáveis ​​por proteger suas células contra a desidratação”, explicou Kunieda.

Usando experimentos em células humanas e de insetos, os pesquisadores conseguiram demonstrar que as proteínas CAHS aumentam a rigidez celular, reforçando a célula contra o encolhimento causado pela perda de pressão da água. As proteínas também protegiam as células contra muita pressão da água.

“Tentar ver como as proteínas CAHS se comportavam em células humanas e de insetos apresentou alguns desafios interessantes”, disse Tanaka.

“O método de coloração típico requer soluções contendo água, o que obviamente confunde qualquer experimento em que a concentração de água é um fator que se busca controlar. Então, recorremos a uma solução baseada em metanol para contornar esse problema.”

Isso permitiu que eles vissem as proteínas CAHS em ação nas células cultivadas em laboratório.

Veja aqui: as proteínas CAHS que formam filamentos conforme uma célula humana cultivada é desidratada. (Créditos: A Tanaka e T Kunieda)

As proteínas CAHS parecem atuar como estruturas de andaimes celulares semelhantes ao próprio citoesqueleto da célula – mas apenas quando as células enfrentam o estresse da perda de água.

Como visto no link acima, em células desidratadas, as proteínas CAHS se unem para formar teias de aranha de filamentos de suporte, proporcionando uma transição sob demanda para essa fase gelatinosa cheia de filamentos.

As estruturas semelhantes ao citoesqueleto protegem a célula contra ser completamente distorcida pela falta de pressão da água e provavelmente contribuem para a incrível estabilidade da criptobiose.

Chamado de anidrobiose, esse processo pode ser revertido, permitindo que os tardígrados retomem suas vidas de onde pararam, e mais uma vez as condições de hidratação retornam.

Os cientistas já suspeitavam que existe um “biovidro” baseado em proteínas que mantém as estruturas celulares dos tardígrados intactas durante a dessecação extrema.

Mas estudos anteriores procuraram apenas os componentes genéticos dessa habilidade; este novo estudo procurou as proteínas reais.

Truques biológicos engenhosos como esses permitiram que esses animais de oito patas, mas de alguma forma ainda adoráveis, alcançassem todos os cantos do nosso planeta – desde fontes vulcânicas escaldantes e a pressão esmagadora das profundezas de nossos oceanos até florestas tropicais e tundra gelada.

“Tudo sobre tardígrados é fascinante”, disse Kunieda.

“A variedade extrema de ambientes que algumas espécies podem sobreviver nos leva a explorar mecanismos e estruturas nunca antes vistos. Para um biólogo, esse campo é uma mina de ouro.”

As outras proteínas únicas que Tanaka e seus colegas isolaram podem conter mais pistas sobre como os tardígrados gerenciam todos os seus feitos impressionantes.

Esta pesquisa foi publicada na PLOS Biology.