As pernas deste peixe são feitas para caminhar – e explorar o fundo do oceano

As pernas deste peixe são feitas para caminhar – e explorar o fundo do oceano

Este peixe tem pernas – mas não servem apenas para caminhar. Os cientistas descobriram que o robin do Mar do Norte (Prionotus carolinus) usa seus membros para caminhar ao longo do fundo do mar para escanear o fundo do mar em busca de comida enterrada.

A pesquisa também revelou evidências de como o P. carolinus redirecionou seus membros como órgãos sensoriais ao longo de sua evolução. Análises genômicas revelaram a história evolutiva das pernas dentro da família mais ampla do tordo-marinho (Triglidae). Os resultados estão em dois artigos publicados hoje 1, 2 foi descrito em Current Biology.

O peixe especial

Os robins marinhos têm olhos salientes como sapos, barbatanas que lembram pássaros e seis pernas que lembram caranguejos. Eles são “os peixes mais estranhos e legais que já vi”, diz o biólogo do desenvolvimento David Kingsley da Universidade de Stanford, na Califórnia, que estuda esses animais.

Os pesquisadores sabem há muito tempo que as pernas de P. carolinus têm habilidades sensoriais especiais 3, 4. Biólogo molecular Nicholas Bellono da Universidade de Harvard, em Cambridge, Massachusetts, observa que as habilidades de caça sobrenatural dos tordos-do-mar são tão eficientes que outros peixes os seguem, esperando por sobras. Sabe-se também que as seis patas do peixe são cobertas por pequenas protuberâncias que parecem papilas gustativas. No entanto, os cientistas não haviam examinado detalhadamente as origens das habilidades do animal.

A equipe de Bellono queria mudar isso e finalmente uniu forças com Kingsley e seu grupo. Os pesquisadores colocaram os peixes em um tanque com mexilhões e cápsulas de aminoácidos, todos enterrados sob sedimentos. Os peixes conseguiram encontrar esses objetos e desenterrá-los com os pés em forma de pá. Um exame mais detalhado dessas saliências, conhecidas como papilas, revelou moléculas receptoras de sabor, que eram especializados para detectar aminoácidos e produtos químicos produzidos por organismos do fundo do mar.

No entanto, os resultados mais interessantes surgiram depois que os pesquisadores reabasteceram o suprimento de robins-do-mar. Esses peixes não conseguiram encontrar o alimento enterrado e os pesquisadores descobriram que haviam acidentalmente chegado a outra espécie com patas: P. evolans. As pernas desta espécie eram mais estreitas e não tinham papilas, indicando que a legibilidade e a capacidade de paladar evoluíram de forma independente.

Os cientistas compararam os genomas de 13 espécies de robin marinho de todo o mundo e criaram uma árvore genealógica evolutiva. Isto mostrou que as pernas para caminhar surgiram primeiro. Os órgãos sensoriais desenvolveram-se posteriormente nas pernas de algumas espécies.

O gene das pernas longas

Depois de examinar os genes activos nos membros dos animais, os investigadores concentraram-se num gene chamado tbx3a. Experimentos mostraram que ele desempenha um papel na formação de uma perna onde outros peixes possuem barbatana. Quando os pesquisadores usaram a ferramenta de engenharia genética CRISPR-Cas9 para transformar o tbx3a em alguns P. carolinus, os peixes perderam as papilas e a capacidade de cavar em busca de alimento.

Tbx3a codifica um tipo de proteína conhecida como fator de transcrição. Um único factor de transcrição regula frequentemente a actividade de uma variedade de genes, permitindo-lhe ter efeitos generalizados. Bellono e Kingsley observam que está claro que o tbx3a desempenha um papel no desenvolvimento das pernas e na percepção do paladar. No entanto, os cientistas acrescentam que ainda não sabem qual a mutação que alterou a atividade do tbx3a em espécies com pernas sensoriais ou como deu origem às novas capacidades dos peixes. Depois de entenderem isso, diz Kingsley, os pesquisadores poderiam teoricamente Edição do genoma CRISPR use para criar pernas e órgãos sensoriais de outro peixe.

“Estes resultados são realmente significativos e interessantes”, diz Thomas Finger, biólogo celular e de desenvolvimento da Escola de Medicina da Universidade do Colorado, em Aurora. Ele ficou surpreso ao ver que algumas espécies não tinham a capacidade de sentir substâncias químicas, mas diz que o estudo mostrou efetivamente como essa capacidade poderia evoluir para uma nova característica, modificando um conjunto existente de genes.

1. Allard, C.A.H. e outros. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.014 (2024).

2. Herbert, AL et al. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.042 (2024).

3. Silver, WL & Finger, TEJ Comp. Fisiol. 154, 167-174 (1984).

4. Bardach, JE & Case, J. Copeia 1965, 194-206 (1965).

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