Nos recantos mais escuros do planeta - aqueles onde a luz do Sol nunca chega - existem brilhos estranhos que, ainda assim, conseguem rasgar a penumbra e acender as sombras.
Esse fenómeno chama-se bioluminescência: uma capacidade extraordinária que terá surgido de forma independente pelo menos 94 vezes ao longo da história da vida na Terra. Os organismos bioluminescentes conseguem tirar partido de reações químicas para gerar um brilho próprio, usado de maneiras muito diferentes consoante a espécie.
A origem mais antiga conhecida da bioluminescência nos octocorais (Octocorallia)
Investigadores conseguiram recuar até à origem evolutiva mais antiga conhecida deste “instrumento”: um grupo de corais chamado Octocorallia, nas profundezas do oceano, durante o Câmbrico, há cerca de 540 milhões de anos. Este marco é mais do dobro da idade do anterior “detentor do título”, um minúsculo crustáceo de águas profundas que terá vivido há 267 milhões de anos.
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Quando o estudo foi publicado, em abril do ano passado, a bióloga marinha e autora principal Danielle DeLeo, da Instituição Smithsonian, explicou o objectivo do trabalho: queriam perceber quando a bioluminescência apareceu. E os octocorais, por serem um dos grupos animais mais antigos do planeta em que se conhece esta característica, eram um candidato óbvio para procurar a resposta.
A pergunta, nas palavras de DeLeo, era simples: em que momento é que desenvolveram esta capacidade?
O que torna os octocorais tão diferentes
Os octocorais são particularmente intrigantes. Tal como outros corais, são formados por pólipos que vivem em conjunto, reunidos numa colónia, muitas vezes sobre uma estrutura constituída por secreções calcificadas.
No entanto, os octocorais - assim chamados por apresentarem uma simetria em oito nos seus pólipos - tendem a ter esqueletos mais macios do que os seus parentes mais rígidos.
Algumas espécies deste grupo são conhecidas por emitirem bioluminescência, mas o motivo permanece pouco claro, em parte porque o brilho costuma surgir apenas quando são perturbadas.
Entre as hipóteses avançadas, os cientistas consideram que a luz possa funcionar: - como isco para atrair presas; ou - como forma de chamar predadores que acabem por comer peixes mais pequenos que se alimentam do coral e o danificam.
Como os investigadores reconstruíram a história desta característica
Dado que os corais estão entre os organismos mais antigos do planeta e que os octocorais incluem espécies que brilham, DeLeo e os seus colegas entenderam que este grupo poderia ser o melhor ponto de partida para encontrar as raízes mais antigas da bioluminescência.
A base do trabalho já existia: em 2022, foi publicada uma árvore genealógica detalhada dos octocorais, construída com dados genéticos de 185 taxa de octocorais.
O passo seguinte foi identificar e seguir as linhagens de espécies bioluminescentes conhecidas. Para isso, foi crucial o material recolhido durante trabalho de campo conduzido pelos biólogos marinhos Manabu Bessho-Uehara, da Universidade de Nagoya (Japão), e Andrea Quattrini, também da Instituição Smithsonian.
As explorações no fundo do mar permitiram detectar bioluminescência, até então desconhecida, em cinco tipos de octocorais - um achado que serviu de alavanca para a etapa seguinte: uma análise chamada reconstrução do estado ancestral.
Quattrini resumiu a lógica do método: se soubermos que determinadas espécies actuais de octocorais são bioluminescentes, podemos usar estatística para inferir se os seus antepassados tinham uma probabilidade elevada de também o serem. E quanto maior for o número de espécies vivas que partilham a característica, maior tende a ser a probabilidade de ela já existir quando recuamos na árvore evolutiva.
A equipa aplicou várias análises estatísticas, e todas convergiram num resultado semelhante: a bioluminescência terá surgido, pela primeira vez, no antepassado comum de todos os octocorais há cerca de 540 milhões de anos.
Um oceano câmbrico com olhos - e sinais de interacção entre espécies
Naquele período, a vida multicelular ainda estava numa fase relativamente inicial, mas o oceano do Câmbrico já incluía invertebrados marinhos com olhos capazes de detectar luz.
O facto de a bioluminescência aparecer na mesma altura sugere que poderá ter havido algum tipo de interacção entre espécies relacionada com sinais luminosos - uma pista que pode ajudar a compreender porque é que esta capacidade evoluiu.
Para enquadrar melhor o fenómeno, vale a pena lembrar que a bioluminescência depende, em muitos organismos, de reacções químicas em que moléculas emissoras de luz (frequentemente descritas, em termos gerais, como sistemas do tipo luciferina–luciferase) libertam energia sob a forma de brilho. Mesmo quando o resultado é apenas um clarão breve ao toque, pode bastar para dissuadir, confundir ou atrair outros animais num ambiente onde a luz é um recurso raro.
A grande questão que ainda falta responder: porque é que tantos a perderam?
Apesar do avanço, permanece uma pergunta de grande dimensão.
Se o antepassado comum das milhares de espécies de octocorais actuais tinha bioluminescência, porque é que hoje tão poucas a exibem? E, sobretudo, de que forma essa capacidade se perdeu ao longo da evolução?
Essa é a próxima etapa de investigação e poderá lançar ainda mais luz sobre a ecologia, por vezes desconcertante, do oceano do Câmbrico - incluindo as pressões selectivas que favorecem (ou tornam dispensável) a produção de brilho em diferentes ramos evolutivos.
Publicação e nota editorial
O estudo foi publicado nas Atas da Sociedade Real B: Ciências Biológicas.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em abril de 2024.
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