IAN HEWSON
Micróbios que prosperam em níveis elevados de nutrientes esgotam o oxigênio da água ao redor dos animais
O misterioso culpado por trás de uma doença mortal das estrelas do mar não é uma infecção, como os cientistas pensavam.
Em vez disso, vários tipos de bactérias vivendo a milímetros da pele das estrelas do mar esgotam o oxigênio da água e sufocam efetivamente os animais, relatam os pesquisadores em 6 de janeiro em Frontiers in Microbiology. Esses micróbios prosperam quando há altos níveis de matéria orgânica na água quente e criam um ambiente de baixo oxigênio que pode fazer as estrelas do mar derreterem em uma poça de limo.
A doença destruidora de estrelas do mar – que causa sintomas letais como tecido em decomposição e perda de membros – ganhou notoriedade pela primeira vez em 2013, quando estrelas do mar que vivem na costa do Pacífico dos EUA morreram em grande número. Os surtos da doença também ocorreram antes de 2013, mas nunca em tão grande escala.
Os cientistas suspeitaram que um vírus ou bactéria pode estar adoecendo estrelas do mar. Essa hipótese foi apoiada em um estudo de 2014 que descobriu que animais não saudáveis podem ter sido infectados por um vírus. Mas a ligação desapareceu quando estudos subsequentes não encontraram relação entre o vírus e as estrelas do mar moribundas, deixando os pesquisadores perplexos.
A nova descoberta de que um boom de bactérias amantes de nutrientes pode drenar o oxigênio da água e causar doenças debilitantes “nos desafia a pensar que nem sempre pode haver um único patógeno ou uma arma fumegante”, diz Melissa Pespeni, bióloga da Universidade de Vermont, em Burlington, que não participou da obra. Esse cenário ambiental complexo para matar estrelas do mar “é um novo tipo de ideia para a transmissão [de doenças]”.
Certamente houve muitas pistas falsas durante a busca do motivo pelo qual as estrelas do mar ao longo da costa do Pacífico da América do Norte estavam derretendo em gosma, diz Ian Hewson, um biólogo marinho da Universidade Cornell. Além da hipótese original de uma causa viral para a doença destruidora de estrelas do mar – que a equipe de Hewson relatou em 2014 em Proceedings of the National Academy of Sciences, mas posteriormente refutou – ele e seus colegas analisaram uma série de outras explicações, desde diferenças na temperatura da água até expor os animais às bactérias. Mas nada desencadeou o desperdício de forma confiável.
Em seguida, os pesquisadores examinaram os tipos de bactérias que vivem com estrelas do mar saudáveis em comparação com as que vivem entre os animais com doença debilitante. “Foi então que tivemos nosso momento aha”, diz Hewson.
IAN HEWSON
Tipos de bactérias conhecidas como copiotrofas, que prosperam em ambientes com muitos nutrientes, estavam presentes ao redor das estrelas do mar em níveis mais elevados do que o normal, pouco antes de os animais desenvolverem lesões ou durante o desenvolvimento, descobriram Hewson e colegas. As espécies bacterianas que sobrevivem apenas em ambientes com pouco ou nenhum oxigênio também estavam prosperando. No laboratório, as estrelas do mar começaram a definhar quando os pesquisadores adicionaram fitoplâncton ou um ingrediente comum de crescimento bacteriano aos reservatórios de água quente em que esses micróbios e estrelas do mar viviam.
O esgotamento experimental do oxigênio da água teve um efeito semelhante, causando lesões em 75 por cento dos animais, enquanto nenhum sucumbiu no grupo de controle. As estrelas do mar respiram difundindo oxigênio por meio de pequenas projeções externas chamadas brânquias de pele, de modo que a falta de oxigênio na esteira dos copiotrofos florescentes faz com que as estrelas do mar lutem por ar, mostram os dados. Não está claro como os animais se degradam em condições de baixo oxigênio, mas pode ser devido à morte celular massiva.
Embora a doença não seja causada por um patógeno contagioso, é transmissível no sentido de que as estrelas do mar que morrem geram mais matéria orgânica que estimula o crescimento de bactérias em animais saudáveis próximos. “É um pouco como o efeito de bola de neve”, diz Hewson.
A equipe também analisou tecidos de estrelas do mar que sucumbiram na morte em massa de 2013 – que se seguiu a uma grande proliferação de algas na Costa Oeste dos Estados Unidos – para ver se tais condições ambientais poderiam explicar esse surto. Em apêndices de crescimento rápido que os ajudam a se mover, as estrelas do mar que pereceram tinham grandes quantidades de uma forma de nitrogênio encontrada em condições de baixo oxigênio – um sinal de que esses animais podem ter morrido por falta de oxigênio.
O problema pode piorar com a mudança climática, diz Hewson. “Águas mais quentes não podem ter tanto oxigênio [em comparação com a água mais fria] apenas pela física.” As bactérias, incluindo os copiotrofos, também florescem em água morna.
Mas identificar a causa provável pode ajudar os especialistas a tratar melhor as estrelas do mar doentes em laboratório, diz Hewson. Algumas técnicas incluem aumentar os níveis de oxigênio em um tanque de água para tornar o gás mais facilmente disponível para as estrelas do mar ou eliminar a matéria orgânica extra com luz ultravioleta ou troca de água.
“Ainda há muito o que descobrir com essa doença, mas acho que [este novo estudo] nos ajuda a entender como ela ocorre”, diz Pespeni.
Publicado em 24/01/2021 19h55
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