Ocorre que a corrente do Oceano Ártico está no ponto mais quente dos últimos 125 000 anos - e a tendência de aquecimento mantém-se. Com estas temperaturas em alta, projecções indicam que mais de dois terços dos ursos polares poderão desaparecer até 2050, podendo mesmo ocorrer extinção total antes do fim deste século.
Ainda assim, no nosso novo estudo, eu e os meus colegas observámos que o clima em mudança está a pressionar e, ao mesmo tempo, a impulsionar alterações no genoma do urso polar, o que pode facilitar uma adaptação mais rápida a habitats progressivamente mais quentes.
Naturalmente, isto só se traduzirá em sobrevivência se estes ursos polares conseguirem alimento suficiente e parceiros reprodutores. Se essas condições se mantiverem, os resultados sugerem que alguns grupos poderão ter margem para persistir sob estes novos cenários climáticos exigentes.
Ao analisar os dados, encontrámos uma ligação robusta entre o aumento de temperatura no sudeste da Gronelândia e alterações detectáveis no ADN dos ursos polares.
O ADN funciona como um “manual de instruções” presente em todas as células, orientando crescimento e desenvolvimento. Em processos chamados transcrição e tradução, o ADN é copiado para gerar RNA (moléculas que reflectem a actividade dos genes) e, a partir daí, pode conduzir à produção de proteínas - e também à criação de cópias de transposões (TEs), os chamados “genes saltadores”: fragmentos móveis do genoma que se deslocam e podem influenciar o funcionamento de outros genes.
No âmbito desta investigação, verificámos que as temperaturas observadas no nordeste e no sudeste da Gronelândia diferem de forma marcante.
Para sustentar o estudo, a nossa equipa recorreu a dados genéticos de ursos polares disponibilizados publicamente por um grupo de investigação da Universidade de Washington (EUA). Esse conjunto de dados foi obtido a partir de amostras de sangue recolhidas em ursos polares do norte e do sudeste da Gronelândia.
O nosso trabalho baseou-se também nas conclusões desse estudo da Universidade de Washington, que já tinha mostrado que a população do sudeste é geneticamente distinta da população do nordeste. Segundo essa análise, os ursos do sudeste terão migrado do norte e ficado isolados há cerca de 200 anos, formando um grupo separado.
Os investigadores em Washington extraíram RNA das amostras de sangue e procederam à sua sequenciação. Nós aproveitámos essa sequenciação para examinar a expressão de RNA - isto é, as “mensagens” que indicam quais os genes activos - e relacioná-la com o clima.
Desta forma, obtivemos um retrato detalhado da actividade genética, incluindo o comportamento dos TEs. Como as temperaturas na Gronelândia são monitorizadas e registadas de forma rigorosa pelo Instituto Meteorológico Dinamarquês, ligámos esses dados climáticos à informação de RNA para perceber como mudanças ambientais podem estar a influenciar a biologia do urso polar.
A temperatura muda alguma coisa?
A nossa análise mostrou que o nordeste da Gronelândia é, em geral, mais frio e apresenta menor variabilidade térmica. Já no sudeste, as temperaturas oscilam mais e são significativamente mais elevadas.
Os dados evidenciam também que o sudeste enfrenta condições mais quentes e mais voláteis, criando pressões adicionais e transformações no habitat dos ursos polares que aí vivem.
No sudeste da Gronelândia, a margem da camada de gelo - a orla do manto de gelo que cobre cerca de 80% da ilha - está a recuar rapidamente, traduzindo-se numa perda extensa de gelo e, consequentemente, de habitat.
Para os ursos polares, a redução do gelo é especialmente grave porque diminui as plataformas de caça usadas para capturar focas, o que pode aumentar o isolamento e agravar a escassez de alimento. Do ponto de vista da paisagem, o nordeste da Gronelândia caracteriza-se por uma vasta e plana tundra árctica, enquanto o sudeste inclui tundra florestal (zona de transição entre floresta de coníferas e tundra árctica). Além disso, o clima do sudeste é marcado por níveis elevados de chuva, vento e por montanhas costeiras íngremes.
Ursos polares da Gronelândia: como o clima está a alterar o ADN
Ao longo do tempo, a sequência de ADN pode modificar-se gradualmente e evoluir. Porém, situações de stress ambiental - como o aquecimento do clima - podem acelerar esse processo.
Os transposões (TEs) funcionam como peças móveis que se “rearranjam” no genoma e, por vezes, podem contribuir para a adaptação a ambientes novos. No genoma do urso polar, cerca de 38,1% é composto por TEs. Existem várias famílias de TEs com comportamentos ligeiramente diferentes, mas a ideia central é comum: são fragmentos móveis que podem reinserir-se de forma aleatória em praticamente qualquer ponto do genoma.
Para comparação, no genoma humano, cerca de 45% corresponde a TEs; em plantas, essa proporção pode ultrapassar 70%. O organismo possui pequenas moléculas protectoras chamadas RNAs de interação com Piwi (piRNAs), que podem silenciar a actividade dos TEs.
Apesar dessa protecção, quando o stress ambiental é demasiado intenso, os piRNAs podem não conseguir acompanhar a actividade invasiva dos TEs. No nosso estudo, observámos que o clima mais quente do sudeste esteve associado a uma mobilização em massa destes TEs no genoma do urso polar, com efeitos na própria sequência.
Detectámos ainda que as sequências de TEs parecem mais recentes e mais abundantes nos ursos do sudeste, com mais de 1 500 elementos a apresentarem aumento de expressão, o que aponta para alterações genéticas relativamente recentes que podem ajudar na resposta ao aumento de temperatura.
Alguns destes elementos sobrepõem-se a genes associados a respostas ao stress e ao metabolismo, sugerindo um possível papel na forma como os ursos polares lidam com as pressões das alterações climáticas. Ao focarmo-nos nestes “genes saltadores”, conseguimos perceber melhor como o genoma do urso polar reage e se ajusta, a curto prazo, a stress ambiental e a climas mais quentes.
Os nossos resultados indicam também que certos genes ligados a stress térmico, envelhecimento e metabolismo exibem padrões de actividade diferentes na população do sudeste, o que é compatível com um processo de ajustamento às condições mais quentes.
Além disso, identificámos “genes saltadores” activos em regiões do genoma relacionadas com o processamento de gordura - um aspecto crucial quando a comida escasseia. Isto pode significar que os ursos polares do sudeste estão, de forma gradual, a ajustar-se a dietas mais difíceis, potencialmente com maior componente vegetal, mais prováveis em regiões mais amenas. Em contraste, as populações do norte alimentam-se sobretudo de focas ricas em gordura.
No conjunto, as alterações climáticas estão a remodelar os habitats dos ursos polares e a associar-se a mudanças genéticas, com os ursos do sudeste a evoluírem no sentido de sobreviver em terrenos e dietas diferentes. Trabalhos futuros poderão incluir outras populações de ursos polares que já vivem sob climas particularmente desafiantes.
Há também uma implicação prática: sinais de adaptação genética não garantem sobrevivência se o ecossistema colapsar mais depressa do que a capacidade de ajuste. Por isso, estes dados podem ser úteis para orientar a conservação, ajudando a identificar quais as populações mais vulneráveis e quais poderão ter maior margem de resposta, desde que exista alimento, conectividade entre grupos e condições adequadas de reprodução.
Por fim, mesmo que algumas populações revelem maior flexibilidade genética, a protecção do gelo marinho e a redução do aquecimento continuam a ser determinantes. Medidas como limitar a perturbação humana em áreas críticas, melhorar a monitorização de presas (como focas) e integrar dados genómicos em planos de gestão podem aumentar a probabilidade de sobrevivência - mas dificilmente substituem a necessidade de travar as causas das alterações climáticas.
Alice Godden, Investigadora Sénior Associada, Escola de Ciências Biológicas, Universidade de East Anglia
Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário