Publicado originalmente por William Feeney, Australian National University, em The Conversation
Para que a vida persista, ela deve tolerar seu ambiente. A profundidade de um inverno ártico é formidável e é notavelmente superada pela hibernação. Mas alguns répteis e anfíbios sobrevivem permitindo que seus corpos congelem. As rãs de madeira, por exemplo, podem sobreviver mesmo quando até dois terços da água em seus corpos estão congeladas e ressurgem ilesas quando chega o verão.
Uma maneira de obter informações sobre a evolução da tolerância ao congelamento é estudar se populações geograficamente separadas exibem diferenças em sua capacidade de tolerar temperaturas abaixo de zero. Algumas dessas populações experimentam invernos árticos rigorosos, enquanto outras não, então as diferenças entre elas podem ser reveladoras.
O professor Jon Costanzo e seus colegas decidiram investigar essas diferenças em um estudo recente publicado no The Journal of Experimental Biology . Eles usaram o sapo de madeira, Rana sylvatica , como espécie de estudo – uma escolha particularmente apropriada, pois esse sapo habita uma ampla área geográfica na América, do norte da Geórgia, no sul, ao Alasca, no norte.
Para o estudo, foram coletadas rãs do Alasca no final do verão. Destes, alguns foram amostrados para análise imediata como um grupo apelidado de “rãs do final do verão”. Os outros foram colocados em alojamentos individuais e aclimatados às condições de inverno durante um período de cinco semanas.
Este grupo alojado foi então dividido em dois subgrupos. As “rãs de outono” foram observadas após o período inicial de cinco semanas, enquanto as “rãs de inverno” foram mantidas em hibernação por oito semanas antes da experimentação. As rãs de madeira também foram coletadas em Ohio, um local mais temperado, e foram preparadas de maneira bastante semelhante.
Os pesquisadores, portanto, tiveram vários grupos de sapos que experimentaram o inverno de maneiras ligeiramente diferentes. Usando esses sapos, eles conduziram três experimentos. O primeiro foi um experimento de aclimatação que investigou mudanças fisiológicas nas concentrações de metabólitos sanguíneos e teciduais e medidas corporais nas rãs do final do verão, outono e inverno do Alasca e nas rãs do inverno de Ohio.
O segundo, um experimento de congelamento/descongelamento, viu rãs de ambas as populações congeladas e descongeladas usando um protocolo previamente estabelecido . As rãs foram congeladas por até 48 horas, com algumas sendo removidas e amostradas em intervalos.
Em terceiro lugar, experimentos de tolerância ao congelamento foram realizados em dez dos sapos do Alasca. No primeiro ensaio, dez rãs foram resfriadas a -8°C. Destes, cinco foram posteriormente resfriados a -12°C e quatro a -16°C. Além disso, para testar a tolerância ao congelamento prolongado a uma temperatura relativamente amena, dois grupos de quatro rãs foram resfriados a -4°C e mantidos nessa temperatura por 8 ou 12 semanas.
O experimento de aclimatação não encontrou diferenças nas medidas morfológicas, como massa corporal, conteúdo de água corporal, comprimento do corpo entre as rãs do final do verão, outono ou inverno do Alasca. Por outro lado, eles descobriram que as rãs de Ohio tendem a ser maiores do que suas contrapartes do Alasca. Além disso, em comparação com as rãs de inverno de Ohio, as rãs do Alasca tinham menos gordura corporal celômica e mais substâncias anticongelantes, como glicose e ureia, em torno de órgãos vitais e outras partes vulneráveis de seus corpos. Isso sugere que os sapos do Alasca eram mais adequados para lidar com o congelamento do que os sapos de Ohio.
O experimento de curso de tempo de congelar-descongelar revelou resultados semelhantes. Durante o congelamento experimental, os sapos do Alasca acumularam menos gelo em áreas importantes do corpo e se recuperaram do congelamento melhor do que os sapos de Ohio. Novamente, isso ocorreu porque os sapos do Alasca são mais capazes de se defender contra o congelamento, aumentando a quantidade de agentes anticongelantes em torno de seus órgãos vitais.
Os testes de tolerância ao congelamento de rãs do Alasca descobriram que nove das dez rãs que foram resfriadas a -8°C foram capazes de virar para cima depois de serem colocadas de costas (resposta de endireitamento) dois dias após o descongelamento. A outra rã se recuperou após sete dias. Cinco rãs do grupo de nove que se recuperaram após dois dias foram resfriadas a -12°C, enquanto as quatro restantes foram resfriadas a -16°C. Novamente, todos exibiram a resposta de endireitamento dois dias após o descongelamento (embora um dos sapos resfriado a -12°C tenha morrido posteriormente). As rãs mantidas no “inverno” por períodos mais longos se saíram menos bem. Apenas duas das quatro rãs mantidas por oito semanas sobreviveram e todas as quatro mantidas por 12 semanas morreram.
O estudo mostra que as adaptações locais ajudam os sapos a sobreviver em condições ambientais extremas e podem até ter implicações para os humanos. Por exemplo, a compreensão desse fenômeno pode ter aplicações para melhorar o transporte de tecidos humanos destinados a transplantes.
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