Criaturas marinhas polinizam plantas marinhas e algas, surpreendendo os cientistas

Anteriormente pensado ser um fenómeno exclusivamente terrestre, a polinização pode ter existido no oceano milhões de anos antes das plantas terrestres surgirem.

Por Lina Zeldovich
Publicado 8/08/2022, 16:34
Gracilaria gracilis

Um isópode a mover-se ao longo de uma alga vermelha, Gracilaria gracilis. Uma alga que tem sido observada a polinizar.

Fotografia por Sebastien Colin

Há cerca de uma década, Vivianne Solis-Weiss, bióloga marinha da Universidade Nacional Autónoma do México que estuda vermes marinhos, falou com um colega que estuda ervas marinhas e plantas com flor que crescem no oceano.

"Sempre que recolhemos as flores, vemos estes pequenos animais por todo o lado", recorda a colega que lhe contava. Ambos se questionavam por que razão estes vermes e pequenos crustáceos parecidos com camarões se aglomeravam lá. Poderiam estar a polinizar as plantas, e ser o equivalente marinho das abelhas e borboletas?

Vivianne Solis-Weiss e os seus colegas colocaram a hipótese de que as criaturas poderiam, de facto, desempenhar um papel na polinização oceânica e delinearam a sua ideia num estudo, publicado numa pequena revista científica Inter-Research Science Publisher em 2012.

Esta imagem de microscopia confocal colorida mostra o corpo de um isópode coberto nas células germinativas de uma alga vermelha, Gracilaria gracilis. Novos estudos mostram que estes animais se movem pelos espermatozoides das algas, polinizando-os.

Fotografia por Wilfried Thomas

"Foi muito difícil publicar o primeiro artigo, porque ninguém acreditava em nós", recorda.

O papel dos polinizadores na Terra está bem estabelecido. Centenas de milhares de espécies de floração dependem de animais e insetos para procriar. As plantas fornecem néctar ou a promessa de algo para comer, e os polinizadores facilitam a reprodução sexual das plantas. Mas até recentemente, acreditava-se ser um fenómeno terrestre que não existia no oceano.

"Há um dogma que em ambientes marinhos toda a fertilização é feita por movimentos de água", diz Emma Lavaut, bióloga marinha da Estação Marinha roscoff da Universidade Sorbonne, em França, que estuda Gracilaria gracilis, uma alga vulgarmente chamada alga vermelha que cresce em piscinas rochosas costeiras. Na verdade, muitos organismos marinhos, machos e fêmeas libertam os seus óvulos e espermatozoides na água, deixando as correntes misturarem-se e fertilizá-las.

No entanto, nos últimos anos, surgiram novas evidências que sugerem que o oceano tem os seus próprios polinizadores. Estas criaturas podem ser equiparadas às "abelhas do mar", e podem ser mais comuns do que imaginamos. À medida que os cientistas aprendem mais sobre as suas relações simbióticas, aquilo que sabem sobre a evolução de todos os envolvidos altera-se: algas, plantas, insetos e crustáceos. Esta descoberta também destaca a complexidade das relações mutuamente benéficas.

Mistérios das ervas marinhas e algas

Para provar a sua hipótese, a equipa de Vivianne Solis-Weiss criou campos de pesquisa de erva marinha Thalassia testudinum na costa oceânica e em aquários, captando o processo de polinização em fotografia e vídeos. A cada pôr-do-sol quando as flores masculinas da T. testudinum se abriam, vermes e outros invertebrados acumulavam-se entre eles, cobrindo-se em pólen.

"Fizemos experiências para demonstrar que eles fazem a forragem nas flores masculinas, obtêm o pólen, que se agarra ao seu corpo, e depois seguem para as flores femininas e deixam lá o pólen", diz Vivianne Solis-Weiss. Em 2016, a equipa publicou estas descobertas, juntamente com imagens de vermes marinhos cobertos de pólen na revista Nature — o primeiro estudo de sempre a demonstrar a polinização no mar.

Emma Lavaut estava prestes a observar um fenómeno semelhante enquanto trabalhava na sua tese de doutoramento sobre os mistérios reprodutivos da G. gracilis. Em vez de largar os seus ovos nas ondas como muitos outros habitantes do oceano, as algas fêmeas mantêm-nos dentro dos seus filamentos em forma de funil chamados thalli. Os machos libertam o esperma, mas as células minúsculas não têm caudas para nadar até às plantas femininas e entrar nos filamentos.

Essa desvantagem aparente não afeta o sucesso reprodutivo das algas marinhas: o grupo taxonómico a que pertencem as algas vermelhas evoluiu há cerca de mil milhões de anos. Emma Lavaut e o seu orientador Myriam Valero, geneticista populacional da agência nacional de investigação francesa CNRS, quiseram perceber como é que estes organismos se reproduzem.

Ao longo dos anos de estudo das algas nas marés de toda a Europa, Myriam Valero notou que a maior parte da fertilização acontece na maré baixa, quando há pouca água. Nessa época, grupos de pequenos isópodes chamados Idotea balthica - crustáceos que parecem um cruzamento entre um camarão e um inseto comprimido - nadam pelas algas. Myriam Valero e a equipa questionaram-se se estariam a transportar o esperma nos seus corpos.

Para testar essa ideia, a equipa usou G. gracilis virgens que nunca foram fertilizadas antes e não tinham nenhuma estrutura frutífera chamada cistocarpes. Os cientistas colocaram plantas masculinas e femininas dentro de vários aquários e adicionaram 20 crustáceos a alguns, mas não em outros. Quando os cistocarpos se desenvolveram, os aquários com as criaturas tinham 20 vezes mais.

"Fiquei surpreendido com o facto de haver muito mais fertilização", diz Emma Lavaut. A equipa também recolheu crustáceos que nadavam nos tanques com as algas masculinas durante algum tempo, libertando-os depois em tanques com plantas femininas virgens, o que voltou a aumentar o número de cistocarpes. Sob o microscópio, os isópodes estavam cobertos por pequenas manchas de esperma, tal como os vermes marinhos no estudo de Vivianne Solis-Weiss. O grupo de Emma Lavaut reportou as suas descobertas no dia 28 de julho na revista científica Science.

Neste caso, ambos os organismos estão a ajudar-se mutuamente. As algas fornecem abrigo para os isópodes, mas também alimentos sob a forma de um biofilme de algas que cresce para revestir a G. gracilis. A limpeza ajuda estas algas vermelhas a fotossintetizar.

"Se houver muito crescimento [do biofilme], as algas vermelhas começam a morrer", explica Emma Lavaut — e os isópodes ajudam a mantê-lo limpo.

Raízes antigas

Mas enquanto duas equipas descreveram um fenómeno aparentemente semelhante, biólogos evolucionistas e ecologistas de polinização salientam que os dois estudos têm grandes diferenças.

As algas marinhas e as ervas marinhas podem parecer semelhantes, mas são dois organismos muito diferentes com trajetórias evolutivas divergentes. As ervas marinhas só existem há cerca de 130 milhões de anos, diz Jeff Ollerton, um ecologista que estuda polinização no Instituto de Botânica de Kunming da Academia Chinesa de Ciências que não esteve envolvido em nenhum dos estudos.

As ervas marinhas evoluíram a partir de plantas terrestres que regressaram ao mar, mas mantiveram algumas das suas características terrestres, como a floração. E, aparentemente, confiar em animais para polinização.

"É tão interessante ver como encontraram na água diferentes tipos de animais para substituir abelhas e borboletas", diz Vivianne Solis-Weiss — o que ela significa num sentido figurativo e não literal.

Em comparação, as algas marinhas estão apenas distantemente relacionadas com as plantas, e não são plantas nem animais, mas a sua própria coisa - um tipo de algas, explica Jeff Ollerton. São organismos antigos que evoluíram muito antes das plantas deixarem o oceano e começaram a crescer em terra. Isto significa que a polinização pode ser anterior às plantas, diz Zong-Xin Ren, botânico e ecologista de polinização também com o Instituto Kunming.

"Esta descoberta mudou totalmente a nossa ideia [de] o que é a polinização", diz. "Podemos até redefinir o que é a polinização."

Salvem os isópodes

Esta descoberta levou Zong-Xin Ren e Jeff Ollerton a escrever um artigo de perspetiva — A polinização existia antes das plantas? - em que refletem sobre a importância de tais relações mutuamente benéficas entre animais e organismos fotossintéticos que se estendem muito mais na história evolutiva do que o pensamento.

Tais relações entre espécies são o que permite que os ecossistemas funcionem, e "entender quando essa interação [s] começou aumentará consideravelmente a nossa compreensão da biodiversidade original", afirma Zong-Xin Ren.

"Sabemos tão pouco sobre o nosso mundo, tão pouco sobre o que está a acontecer em terra e muito menos sobre o que está a acontecer na água", acrescenta. "O papel deu-nos a ponta do icebergue."

A nova investigação sugere que as relações importantes e até então desconhecidas entre animais e plantas aquáticas e algas poderiam torná-los mais vulneráveis. No caso das algas vermelhas, por exemplo, a maior parte da polinização ocorre em piscinas de maré rasa, onde a dança delicada entre os animais e aqueles que polinizam pode ser perturbada pela poluição, alterações climáticas e desenvolvimento.

Em terra, as abelhas estão ameaçadas por pesticidas e outras toxinas, grande parte das quais se lavam no mar. Será que as abelhas do mar vão encontrar-se num perigo semelhante um dia? No seu blogue, Jeff Ollerton alerta para esta possibilidade.

"Da mesma forma que 'Salvem as Abelhas' tem sido um apelo para a conservação das interações entre espécies em terra", escreve, "em breve poderemos ouvir esta mensagem ecoada em 'Salvem os Isópodes'".

Pensando no futuro, os investigadores estão entusiasmados para descobrir se existem mais exemplos de polinização na natureza — e suspeitam que sim.

"Não há dúvida de que há muitas mais revelações à espera do observador cuidadoso", escrevem Jeff Ollerton e Zong-Xin Ren.

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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