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quinta-feira, 15 de março de 2018

Nova evidência sobre a alta resistência dos ovos do Aedes aegypti à desidratação

Após uma bateria de análises que envolveu mais de 20 mil ovos de quatro espécies de mosquitos, incluindo o Aedes aegypti, pesquisadores identificaram que o grau de presença de melanina, relacionada à pigmentação escura, na casca do ovo influencia diretamente sua resistência à dessecação: quanto mais escuro, mais o ovo conseguirá sobreviver em ambientes secos. Como o ciclo de vida dos mosquitos depende de uma fase aquática – é em ambientes com água que os ovos são depositados – entender a resistência do ovo à dessecação significa responder questões sobre a própria sobrevivência das espécies em ambientes hostis e sua manutenção na natureza mesmo após períodos de seca prolongada. Conduzida por especialistas do Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) e da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), em Campos dos Goytacazes, no estado do Rio de Janeiro, em colaboração com a Universidade da Flórida, a pesquisa foi publicada na revista internacional ‘Plos Neglected Tropical Diseases’.

Inicialmente, foram comparados ovos das espécies Aedes aegypti (transmissor de zika, dengue e chikungunya), Anopheles aquasalis (malária) e Culex quinquefasciatus (filariose linfática e vírus do Oeste do Nilo). Estudos anteriores já haviam demonstrado que os ovos do gênero Aedes apresentam um traço peculiar: são capazes de resistir de oito a 15 meses sem nenhum contato com a água. Ou seja, os ovos permanecem viáveis para eclodir e dar origem a mosquitos adultos mesmo um ano mais tarde. A pesquisa atual preenche uma lacuna na literatura científica apontando a melanina da casca de ovos de insetos, especialmente do Aedes, como uma das razões que explica essa elevada resistência ao ressecamento.

Primeira autora do artigo, a bióloga, especialista em Entomologia Médica, Luana Farnesi, que atualmente desenvolve o pós-doutorado no Laboratório de Biologia Molecular de Insetos do IOC e realizou o estudo ao longo do curso de doutorado no Programa de Pós-graduação em Biologia Celular e Molecular do Instituto, explica que o resultado pode lançar luz ao desenvolvimento de novas estratégias de controle do mosquito. Afinal, hoje não existem produtos disponíveis para impedir o desenvolvimento do vetor ainda na fase de ovo – e as alternativas de inseticidas para controle de larvas e de mosquitos adultos esbarram no desafio crescente da resistência por conta do uso indiscriminado. “Ao gerar novos conhecimentos sobre o papel da melanina para a resistência dos ovos, avançamos no conhecimento básico desta fase do ciclo biológico do mosquito que, comparativamente com as outras fases, ainda é pouco estudada. Avanços no conhecimento dos ovos podem abrir um possível caminho para o controle”, salientou.


Luana Farnesi analisando alguns dos mais de 20 mil ovos de mosquitos (Foto: Josué Damacena)

Ao mesmo tempo, a descoberta reforça o papel fundamental da prevenção, a partir da ação semanal em nossas casas, com a remoção manual de potenciais criadouros onde esses ovos podem ser depositados. A evidência trazida pelo estudo em relação ao alto grau de resistência à dessecação dos ovos, que permite que eles sejam transportados a grandes distâncias em recipientes secos, sem serem percebidos justamente por serem escuros, demonstra a necessidade do combate continuado aos criadouros, em todas as estações do ano. “Este achado reforça a orientação sobre a necessidade de não apenas jogarmos fora a água encontrada em um recipiente, mas de esfregarmos a parede do local com a parte verde da esponja. Isso irá esmagar os ovos, inviabilizando que chegue à fase de mosquito adulto, capaz de transmitir doenças a partir da picada”, alerta a pesquisadora Denise Valle, do Laboratório de Biologia Molecular de Flavivírus do IOC, que juntamente com o biomédico Gustavo Rezende, da UENF, orientou Luana. “É mais fácil controlar o Aedes em suas fases aquáticas - de ovo, larva e pupa –, pois está confinado em um local, do que na fase adulta, quando pode voar e se esconder”, completa. A bióloga Helena Martins Vargas, da UENF, também assina o artigo.

Em busca de evidências
Para alcançar os resultados, foi preciso percorrer um longo caminho de experimentos no laboratório. Primeiro, uma comparação entre os ovos das espécies Aedes aegypti, Culex quinquefasciatus e Anopheles aquasalis evidenciou diferenças significativas na fase da embriogênese, quando o ovo, colocado pela fêmea, ainda está concluindo sua formação. O experimento consistiu em retirá-los do contato com a água em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário e colocá-los em um ambiente seco. Os ovos de Aedes levaram a melhor: foram muito mais resistentes que os de Culex e os de Anopheles.



Em detalhe, ovos do mosquito Aedes aegypti (Foto: Josué Damacena)

Como no momento de mudança de ambiente todos os ovos já haviam produzido sua cutícula serosa, uma espécie de película protetora que está envolvida na retenção da água dentro do ovo, os especialistas precisavam, ainda, descobrir o fator adicional que configurava ao Aedes essa característica avançada. Neste momento, foi levantada a possibilidade de que a cor do ovo influenciaria em sua sobrevida fora d’água. Comparados aos ovos do Aedes que eram os mais escuros, os ovos de Anopheles e Culex apresentavam 80% e 40% de taxa de melanização, respectivamente.

Foi então que entrou no experimento uma nova espécie, o Anopheles quadrimaculatus. Para testar a hipótese de que a cor interfere na resistência ao ressecamento, foram analisadas uma linhagem selvagem do mosquito, que deposita ovos de coloração escura, e uma linhagem geneticamente modificada, que também tem a cutícula serosa, mas que produz ovos de coloração clara. Os testes realizados com as três espécies inicialmente contempladas no estudo – Aedes aegypti, Anopheles aquasalis e Culex quinquefasciatus – foram repetidos com as duas linhagens do Anopheles quadrimaculatus na Universidade da Flórida, onde Luana cursou parte do doutorado. O resultado não deixou dúvidas: a resistência do ovo à dessecação nos mosquitos é fortemente dependente da formação da cutícula serosa, ao mesmo tempo em que a melanização da casca do ovo afeta positivamente sua sobrevivência fora da água.

“A introdução dessas duas linhagens na pesquisa foi fundamental para respondermos à pergunta biológica sobre a importância da melanização como indicador da resistência dos ovos à perda de água. Vimos que a casca de ovos da espécie geneticamente modificada, que possuía coloração mais clara, perdia água mais rapidamente do que a casca de ovo da linhagem selvagem, de cor escura. De todos os testes que realizamos, essa foi a única diferença biológica entra elas, evidenciando o importante papel da melanina para a manutenção da espécie”, explicou Luana, que, desde 2003, desenvolve estudos sobre os mecanismos ligados à impermeabilidade de ovos do Ae. aegypti.

De olho no controle do Aedes
O estudo gera novas pistas sobre uma das numerosas características evolutivas que conferem ao Aedes uma elevada taxa de sobrevivência. Silencioso e de medida milimétrica, ele é capaz de picar uma pessoa e passar despercebido. A saliva das fêmeas, que se alimentam de sangue como parte do processo de maturação dos ovos, possui substâncias anestésicas e anticoagulantes que a possibilitam sugar até duas vezes seu peso em sangue sem ser incomodada. Com essa alimentação, ela é capaz de dar à luz uma geração com cerca de 1500 novos mosquitos, ao longo de seus pouco mais de 30 dias de vida. Essa família extensa é derivada de uma estratégia, digamos, interessante: os ovos, de cor escura, são distribuídos por diversos criadouros, muitos também de cores escuras, como vasos de plantas e pneus; de difícil acesso, como calhas, caixas d’água e bandejas de ar-condicionado; ou não convencionais, como vasilhas de água de animais.

Para mais informações, conheça a iniciativa 10 Minutos Contra o Aedes e acompanhe o conjunto de videoaulas Aedes aegypti: introdução aos aspectos científicos do vetor.

Autor: Vinicius Ferreira
Fonte: IOC/Fiocruz
Sítio Online da Publicação: Fiocruz
Data de Publicação: 14/03/2018
Publicação Original: https://portal.fiocruz.br/noticia/nova-evidencia-sobre-alta-resistencia-dos-ovos-do-aedes-aegypti-desidratacao

quarta-feira, 6 de dezembro de 2017

Os mistérios revelados pelos ovos de pterossauros

A descoberta de um ninho com fósseis de centenas de ovos e alguns embriões de pterossauros – os répteis voadores da pré-história –, na região da cidade de Hami, no noroeste da China, ajuda a revelar detalhes ainda desconhecidos pela ciência sobre a vida desses vertebrados, como a sua reprodução e o seu desenvolvimento. O trabalho de pesquisa, que conta com a participação do paleontólogo Alexander Kellner, do Museu Nacional/Universidade Federal do Rio de Janeiro (MN/UFRJ), é realizado em parceria com diversas instituições internacionais e nacionais e resultou na publicação de um artigo na renomada revista científica Science, divulgado nesta quinta-feira, 30 de novembro, com o título Egg acumulation with 3D embryos provides insight into the life history of a pterosaur.




Reconstituição de macho, fêmea e filhotes do
pterossauro Hamipterus tianshanensis, em vida
(Paleoarte: Chuang Zhao)


“Até então, só se tinha registro científico de quatro descobertas de fósseis de ovos de pterossauro no mundo, dois na Argentina e dois na China”, explica Kellner, que desde 2004 viaja anualmente a China para participar de pesquisas paleontológicas. Os ovos encontrados são da espécie de pterossauro Hamipterus tianshanensis, que viveu há 120 milhões de anos, durante o período Cretáceo Inferior. “Até agora, confirmamos 215 ovos, ao analisarmos um bloco de rocha de 3,2 metros quadrados. O número total estimado nesse bloco é de 300 ovos. Nunca antes foram encontrados tantos ovos juntos em uma área tão pequena”, completa o paleontólogo, que é Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ,.

A espécie Hamipterus tianshanensis foi descrita pela primeira vez por Kellner e colegas chineses em 2014, em artigo publicado na capa na revista americana Current Biology, uma das principais publicações internacionais na área de ciências biológicas. Exímios voadores, esses animais tinham uma envergadura de 1,5 a 3,5 metros, considerando as extremidades entre uma asa e outra, e dentes bem desenvolvidos. Ele conta que o local da descoberta é uma região desértica nos arredores na cidade de Hami, localizada na província de Xinjiang.



Detalhe de esqueleto de um embrião encontrado dentro
de um ovo de pterossauro
(Foto: Alexander Kellner)



“Descobrimos, ao analisarmos uma seção de rocha de 2,2 metros, oito níveis diferentes com concentração de ossos de pterossauros, sendo que em quatro deles tinha ovos. O fato de existir essas camadas cumulativas significava que os animais deviam retornar ao mesmo local para ocasionalmente colocar os seus ovos. As fêmeas faziam desse lugar uma colônia de nidificação para a postura sazonal dos seus ovos”, detalha.

Também foi possível entender porque tantos ovos foram preservados no mesmo local. “Com base em dados geológicos, verificamos que chuvas torrenciais faziam com que os rios transbordassem e reunissem em um só lugar, com a força da água, os ovos postos naquela área, que horas depois eram soterrados juntos pelas intempéries. Então, todos os ovos se concentraram em um espaço comparativamente pequeno, como o que acabamos de estudar”, explica Kellner.

Outro fator que chamou a atenção é a delicadeza dos ovos de pterossauro. “Os ovos de pterossauro costumam ser muito frágeis, porque têm casca mole, já que a parte externa da casca mais dura, mineralizada, de carbonato de cálcio, é fina, e a parte interna, membranosa. Assim, eles deformam mas não quebram, como os ovos de dinossauro, por exemplo, que são muito mais resistentes e, por isso, comuns no registro fossilífero. Raridade são os ovos de pterossauro", detalha.

Junto com a descoberta dos ovos, veio mais uma boa surpresa para os pesquisadores. Foram encontrados embriões de pterossauros em um raro estado de boa preservação – em dimensões tridimensionais (3D). “Encontramos restos de 16 embriões de Hamipterus tianshanensis. Eles não estão completos, mas estão preservados em 3D, o que permitiu um estudo mais aprofundado. Pudemos fazer análise de tomografia computadorizada para ver o interior do ovo de alguns embriões e estudar como se deu o desenvolvimento deles”, destaca. “Esse é um grande diferencial dessa descoberta.”


Os paleontólogos Alexander Kellner e Xiaolin Wang no
momento da descoberta na região de Hami, na China
(Foto: Alexander Kellner)


A partir dessas análises, a equipe percebeu uma característica curiosa. Os ossos vinculados ao voo (o úmero) era pouco desenvolvido nos embriões de pterossauros prestes a nascer. Por outro lado, o osso fêmur, das pernas do animal, eram bem formados. “Chegamos à conclusão que esse filhote podia caminhar, mas não voar, logo depois que nascia. Isso indica que o cuidado parental, que podia ser paterno ou materno, era indispensável para a sobrevivência e o desenvolvimento dessa espécie de réptil voador. Essa é uma descoberta interessante, porque antes se acreditava que eles eram como os demais répteis que conhecemos hoje, como o jacaré, que já tem maior independência depois que nasce. Agora sabemos que eles não podiam voar logo depois do nascimento, pelo menos na espécie Hamipterus tianshanensis, graças ao estudo dos fósseis desses embriões”, conclui o pesquisador.

A pesquisa também foi contemplada, no Brasil, com recursos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e foi financiada, em grande medida, na China, pelo Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados (IVPP), localizado em Pequim, e pelo Museu de Hami. “Hoje, vivemos em uma situação difícil para a ciência no Brasil. É preciso manter um financiamento contínuo das pesquisas para podermos produzir, e até para podermos estabelecer parcerias internacionais. A China, por exemplo, tem um número considerável de artigos na área de paleontologia publicados em revistas de peso, como a Nature e a Science, pois conta com fomento contínuo”, ponderou.

Além de Kellner, assinam o artigo os pesquisadores brasileiros Taissa Rodriges, da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes); e Juliana Sayão e Renan Bantim, ambos da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Também são autores os pesquisadores chineses Xiaolin Wang, Shunxing Jiang, Xin Cheng, Qiang Wang, He Chen, Ning Li, Jialiang Zhang, Xi Meng, Xinjun Zhang, Rui Qiu e Zhonghe Zhou – todos do IVPP –; e 
Yingxia Ma e Yahefujiang Paidoula, do Museu de Hami.


Autora: Débora Motta
Fonte: faperj
Sítio Online da Publicação: faperj
Data de Publicação: 30/11/2017
Publicação Original: http://www.faperj.br/?id=3505.2.8