Como peixes oceânicos e microbiota intestinal formam ictiocarbonatos e influenciam o carbono do oceano

Peixes oceânicos precisam engolir água do mar para sobreviver; e tudo o que entra precisa sair. O excesso de cálcio e de carbonato acaba compactado em pequenas pelotas brancas e sólidas no intestino e, depois, é devolvido ao mar. Cientistas já mapearam quais proteínas dos peixes conduzem esse mecanismo.

Em 1991, pesquisadores examinaram essas pelotas de perto e viram bactérias aderidas às superfícies minerais. Por três décadas, quase ninguém investigou com mais profundidade o motivo disso. Um novo estudo resolveu retomar a questão.

Pelotas formadas no intestino de peixes

Para não desidratar em água salgada, peixes ósseos marinhos bebem água do oceano e, em seguida, “filtram” o excesso de minerais no intestino, transformando-os em depósitos sólidos.

Esses depósitos recebem o nome de ictiocarbonatos e são expelidos junto com os dejetos. Esse ciclo é uma parte essencial de como o peixe evita perder água.

Durante décadas, a explicação pareceu simples: seria um fenômeno de fisiologia do próprio peixe, com enzimas e transportadores intestinais fazendo o trabalho químico pesado.

Algumas proteínas envolvidas foram identificadas, o caminho bioquímico parecia bem descrito, e a história dava a impressão de estar praticamente encerrada.

Um trabalho recente da Universidade de Miami (UM), porém, deixa o quadro mais complexo. A pesquisa foi liderada por Anthony Bonacolta, ex-aluno de pós-graduação do Departamento de Biologia Marinha e Ecologia.

Ele e a equipa observaram que bactérias residentes no intestino podem também participar do processo. Ou seja: o peixe talvez não execute tudo sozinho.

Dentro do experimento com o peixe-sapo-do-Golfo

O peixe-sapo-do-Golfo é um animal robusto e pouco vistoso que vive no fundo e é comum em baías rasas da Flórida. Como laboratórios de fisiologia o mantêm há décadas, ele se tornou um candidato lógico para testar uma dúvida tão antiga.

Os pesquisadores mantiveram os peixes em três níveis de salinidade: água salobra, água do mar “normal” e água ainda mais salgada do que a do oceano aberto. Nos tanques com água salobra, os peixes não produziram pelotas.

À medida que a salinidade aumentava, a produção subiu, atingindo o pico nos tanques mais salgados - exatamente como a química previa.

Depois, a equipa investigou o que existia dentro desses intestinos e o que se fixava às pelotas. Para isso, recolheu material genético de diferentes partes do intestino e também das próprias pelotas. Em seguida, analisou quais microrganismos estavam presentes e quais genes se encontravam ativos.

Micróbios intestinais minúsculos, mas funcionais

Um grupo se destacou. Vibrio e parentes próximos apareciam em grande quantidade sobre as pelotas, muito mais concentrados ali do que em outras regiões do intestino.

Uma espécie em particular, Photobacterium damselae - capaz de degradar ureia - formava os aglomerados mais densos justamente nas áreas onde os minerais estavam a ser formados.

Essas bactérias não pareciam apenas “aproveitar a superfície” para se prender. A atividade genética observada nelas apontava para a produção de bicarbonato, que é um ingrediente básico para construir essas pelotas. Uma análise laboratorial indicou que essa mesma capacidade estava codificada de forma ampla na comunidade microbiana.

Assim, o peixe pode fornecer uma parte da química, e as bactérias, potencialmente, outra parte importante. Até então, nenhum estudo tinha testado se micróbios intestinais em peixes poderiam contribuir para o processo.

Peixe e microbiota intestinal atuando em conjunto

O que os autores descrevem é a possibilidade de uma parceria, na qual cada lado pode oferecer algo que o outro precisa.

O Dr. Martin Grosell, professor de ictiologia e chefe do departamento na instituição, também liderou o estudo e compara essa hipótese a alianças já bem documentadas no ambiente marinho.

O oceano depende de arranjos desse tipo - desde recifes de coral que precisam de micróbios simbiontes até a relação entre a lula-de-cauda-curta e uma bactéria luminosa que a ajuda a se ocultar de predadores. Uma associação entre peixe-sapo e micróbios pode ser apenas o exemplo mais recente.

“"O que antes se pensava ser um processo conduzido exclusivamente pelo peixe pode, na verdade, refletir uma simbiose estreita entre o peixe e a sua comunidade microbiana intestinal"”, afirmou o Dr. Grosell. As bactérias, por muito tempo tratadas como figurantes, podem estar a atuar como contribuintes ativos.

Peixes pequenos, impacto enorme

É aqui que o peixe-sapo deixa de ser apenas uma curiosidade. Em conjunto, peixes oceânicos produzem um volume gigantesco de pelotas minerais todos os anos e, segundo estimativas recentes, estão entre os principais produtores de carbonato do oceano - competindo com o plâncton flutuante que costuma receber esse crédito.

Essa produção liga-se diretamente à forma como o oceano processa carbono. Conforme as pelotas afundam e se dissolvem, elas alteram a química da água do mar, com efeitos sobre quanto o oceano consegue absorver.

Um estudo mostrou que revestimentos orgânicos nos minerais desaceleram a decomposição, permitindo que parte desse material afunde bastante antes de se dissolver.

Além disso, oceanos mais quentes e mais ácidos levam os peixes a produzir ainda mais pelotas, o que indica que essa contribuição tende a aumentar à medida que o clima muda. O modo como o oceano responde a esse carbonato adicional tornou-se uma questão que vem atraindo mais atenção de pesquisa.

Repensando como o oceano armazena carbono

A mensagem central é direta: um fenómeno atribuído por muito tempo apenas aos peixes pode ser, na prática, um trabalho compartilhado com bactérias - e o principal micróbio associado era conhecido sobretudo por causar problemas ocasionais. Modelos de carbono do oceano podem precisar incorporar esse fator.

O próprio estudo reconhece limites claros. Os pesquisadores analisaram uma única espécie em tanques, com um número modesto de indivíduos, e ainda não mediram com precisão quanto de cada pelota é construído por bactérias em comparação com o que é gerado pelo peixe.

A pergunta evidente agora é se essa parceria também ocorre em outras espécies de peixes oceânicos.

Se ocorrer, modelos que estimam como o oceano armazena carbono talvez precisem incluir micróbios intestinais de peixes - algo que até hoje não entra nas contas.

Um artigo separado sobre peixes de mar profundo já apontou a zona mesopelágica, ainda pouco estudada, como outra provável fonte relevante. É uma variável nova a ser perseguida, escondida no intestino de peixes que nadam em todos os oceanos da Terra.