doi.org/10.1016/j.dib.2024.110073
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#Bacteria
Animais migratórios podem navegar usando os campos magnéticos da Terra, potencialmente auxiliados por bactérias magnéticas que vivem dentro deles. Robert Fitak e sua equipe compilaram um vasto banco de dados de DNA para investigar a presença dessas bactérias em animais, focando em seu possível papel em auxiliar a navegação, especialmente em tartarugas marinhas.
As notáveis “”habilidades de navegação e recuperação de rotas de animais migratórios podem advir não apenas de sua sensibilidade aos campos magnéticos da Terra, mas também de uma interação potencial com bactérias magnéticas que vivem dentro deles.
A relação entre essas bactérias magnéticas e os animais em que residem ainda não é totalmente compreendida, mas o professor assistente do Departamento de Biologia da UCF, Robert Fitak, compilou recentemente um banco de dados de DNA animal que abriga centenas de milhões de sequências que mostram a presença de vários tipos de bactérias magnéticas para usar como uma ferramenta em sua busca para aprender mais.
O banco de dados sinaliza um passo à frente em sua pesquisa e se baseia em hipóteses e análises anteriores publicadas em 2020 em colaboração com colegas no Reino Unido e em Israel.
Em 2021, Fitak continuou examinando bancos de dados para categorizar quais animais podem hospedar bactérias magnéticas e se há padrões prevalentes.
“O primeiro estudo que fizemos foi analisar conjuntos de dados existentes e resumir onde encontramos essa bactéria em diferentes animais”, diz ele. “Pesquisamos cerca de 50.000 estudos científicos anteriores. Agora, nós realmente expandimos isso para estudar um banco de dados mundial de informações genéticas e fomos capazes de resumir onde essas bactérias estão localizadas com base em trilhões de sequências genéticas.”
O banco de dados foi publicado no início deste ano no Data in Brief, e ele pega informações emprestadas do Sequence Read Archive publicamente disponível do National Center for Biotechnology Information.
Fitak se concentrou em organizar sequências de DNA originárias de espécies animais que correspondem a bactérias magnéticas conhecidas para ajudar ele e outros pesquisadores a estreitar seus esforços no exame de papéis ambientais e ecológicos de bactérias magnéticas ou para identificar potenciais animais hospedeiros.
Uma bússola interna”
Fitak e seus colegas estão usando os dados refinados para identificar potenciais organismos hospedeiros para as bactérias magnéticas e fornecer um contexto maior para examinar os papéis que elas podem desempenhar em animais – como para navegação.
“No final das contas, se tivermos uma melhor compreensão de como os animais navegam, será útil para conservar espécies ameaçadas ou protegidas”, diz Fitak. “Se soubermos para onde eles vão se mover e como, isso pode nos ajudar tomando decisões de gerenciamento mais precisas.”
Ele está interessado em ver se as bactérias magnéticas residem em regiões dentro de um animal para que possam senti-las, como partes do sistema nervoso. Fitak acha que elas podem servir como um auxílio à navegação para animais ou fornecer um impulso adicional para criaturas como pássaros ou tartarugas marinhas que já usam o campo magnético da Terra para navegar longas distâncias.
“É quase como uma bússola microbiana e estamos estudando como isso pode funcionar”, diz Fitak. “Achamos que os animais já usam o campo magnético da Terra como uma bússola.”
Ele também diz que outro benefício potencial é que os cientistas podem estudar como os animais sentem os campos magnéticos e potencialmente imitar como eles são usados “”em uma variedade de aplicações, como administração de medicamentos.
No entanto, não há evidências conclusivas de que esses animais estejam usando as bactérias magnéticas para navegar ou não, diz Fitak.
“O grande resumo que temos até agora da nossa pesquisa é que ainda não sabemos se essas bactérias estão sentindo as bactérias para o animal, mas temos evidências de que elas estão vivendo nesses animais”, diz ele. “Mas o que aprendemos é que podemos usar marcadores genéticos que são assinaturas para bactérias que produzem ímãs, e identificamos essas assinaturas genéticas dessas bactérias dentro de vários animais – incluindo humanos.”
Esses tipos de bactérias geralmente vivem em sedimentos ou lamas onde não há muito oxigênio, diz Fitak. Eles montam “cadeias” de ferro microscópicas e magnetizadas para auxiliar em seu movimento, diz ele.
É incerto como os organismos acabam com essas bactérias dentro deles, mas é teorizado talvez por meio de absorção ou consumo, diz Fitak.
“Até o momento, nossos resultados em projetos mostram que essas bactérias magnéticas parecem ser um componente regular de muitos microbiomas de espécies”, ele diz. “Espero que nosso trabalho futuro mostre se elas são coletadas incidentalmente do ambiente, um componente funcional de detecção magnética para um animal hospedeiro ou por alguma outra razão desconhecida.”
Foco nas tartarugas marinhas
Fitak e sua equipe de pesquisadores estudantes estão focados em examinar amostras de tartarugas marinhas verdes e cabeçudas para estudar mais profundamente bactérias magnéticas.
“As tartarugas marinhas são uma espécie de modelo de navegação animal”, ele diz. “Temos testado nossas hipóteses em tartarugas marinhas, pois elas viajam para lugares muito específicos com muita precisão.”
Focar nas tartarugas marinhas foi um próximo passo natural, pois elas são conhecidas por possuírem bactérias magnéticas e dependem do campo magnético da Terra para migrar, diz Fitak. O Marine Turtle Research Group da UCF também foi fundamental na obtenção de amostras de tartarugas, ele diz.
Julianna Martin, uma estudante de doutorado que trabalha com Fitak, ajudou a analisar e coletar as quase 150 amostras de tartarugas marinhas.
“Eu trabalho no laboratório para extrair o DNA das amostras e uso a genômica para identificar quais bactérias estão nas amostras e quais são as que produzem ímãs que estamos procurando”, ela diz. “Eu não conseguiria coletar as amostras sem a ajuda do Marine Turtle Research Group da UCF. Foi um esforço de equipe.”
Martin e cientistas do Marine Turtle Research Group da UCF coletam delicadamente amostras de lágrimas com cotonetes macios de fêmeas nidificantes – que entram em um estado quase de transe ao botar ovos – e juvenis na lagoa do Indian River.
As tartarugas produzem grandes lágrimas pegajosas quando estão em terra para manter os olhos úmidos, e a coleta leva cerca de 30 segundos, diz Martin.
“Começamos com os dutos lacrimais porque eles estão associados a nervos que estão potencialmente associados ao sentido magnético dos animais”, diz ela. “Faz sentido biologicamente olhar lá e é fácil coletar lágrimas de tartarugas marinhas.”
Martin diz que está satisfeita com o progresso deles até agora, mas espera que seu ímpeto impulsione sua pesquisa em direção a conclusões mais definitivas.
“Esta pesquisa tem sido realmente emocionante”, diz ela. “Ninguém estava procurando por elas especificamente em tartarugas marinhas. Estou interessada em saber de onde elas vieram e quais espécies de bactérias produtoras de ímãs cada espécie de tartaruga marinha possui. É um longo caminho, mas por enquanto, estamos trabalhando para descrever, ‘Eles estão lᔑ e ‘De onde eles vêm”‘”
O potencial de compartilhar a descoberta única de bactérias magnéticas auxiliando animais na navegação é realmente maravilhoso, diz Fitak.
“O que tem sido emocionante é apenas poder dizer às pessoas que existem bactérias que existem neste mundo que produzem ímãs”, ele diz. “As pessoas estão impressionadas, e seria incrível se os animais estivessem realmente usando essas bactérias magnéticas para navegar.”
Fitak incentiva pesquisadores interessados “”em estudar bactérias magnéticas a explorar os dados que ele compilou.
Publicado em 13/09/2024 01h03
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