Biodiversidade em Risco

Biodiversidade em Risco

PRIMEIRA LINHA ECOLOGIA Ações humanas alteram comunidade biológica dos recifes de Maracajaú

A integridade dos recifes de Maracajaú, no litoral do Rio Grande do Norte, vem sendo ameaçada por atividades humanas, preocupando oceanógrafos, ecólogos, biólogos e outros defensores da natureza. Os principais fatores responsáveis pelo desequilíbrio ecológico observado naquele complexo recifal são a crescente ocupação do litoral, a pesca predatória e a exploração turística. Por Eliane Marinho Soriano, Ingrid Balesteros Silva e Estevão O. Vieira Martins, do Departamento de Oceanografia e Limnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), e Ricardo Farias do Amaral, do Departamento de Geologia da UFRN.

Conhecida localmente como ‘parrachos’, a área de recifes de Maracajaú (figura 1) está localizada no litoral do município de Maxaranguape (RN). Tais recifes integram a Área de Preservação Ambiental dos Recifes de Corais (Aparc), unidade de conservação criada em junho de 2001. Essa unidade abrange a faixa costeira e a plataforma marítima rasa que se estende diante dos municípios de Maxaranguape, Rio do Fogo e Touros, totalizando cerca de 32,5 mil hectares de área protegida.

Distantes 7 km da costa, os parrachos de Maracajaú ocupam uma área de 9 km de comprimento por 2 km de largura e apresentam, na maré baixa, piscinas rasas de águas límpidas e mornas durante a maior parte do ano. Esse ecossistema é formado por diferentes tipos de ambientes de fundo: em algumas áreas, o fundo é arenoso e, em outras, recoberto por gramas marinhas ou algas calcárias (compostas basicamente por carbonato de cálcio). Os recifes de Maracajaú são estruturas calcárias constituídas, principalmente, por arenito, corais e algas calcárias incrustantes que crescem verticalmente até uma altura de 3 m. Esses recifes têm densidade variada: em alguns pontos estão fundidos uns aos outros, como na parte sudeste dos parrachos, e em outros podem surgir bem espaçados sobre o fundo arenoso, como na parte mais a oeste.

As superfícies dos recifes são normalmente cobertas por deposição de material calcário, tapetes de algas e algumas espécies de corais, cuja principal espécie é Siderastrea stellata (figura 2). Esses ambientes são importantes para as populações litorâneas de pescadores artesanais, que obtêm ali recursos para sua subsistência ou para comercialização em pequena escala. No entanto, as atividades humanas, como, por exemplo, ocupação da costa, pesca predatória e exploração turística, vêm degradando a área. O turismo é intenso na área: nas marés baixas, lanchas rápidas levam centenas de visitantes a estruturas flutuantes instaladas no local para a prática do mergulho livre e autônomo.

A presença humana nos parrachos de Maracajaú causa impactos indesejáveis, como o pisoteamento dos recifes, prejudicial aos organismos que o habi-

Figura 1. Vista aérea da Área de Preservação Ambiental dos Recifes de Corais (os parrachos de Maracajaú) Figura 2. Nos recifes, colônias do coral Sideratrea stellata dividem espaço com a alga verde Caulerpa racemosa

Biodiversidade em risco

abril de 2008 • CIÊNCIA HOJE • 69 tam, a quebra dos corais pelo impacto das âncoras e a retirada de pedaços destes para comercialização ou como lembrança. Além disso, a poluição decorrente do despejo acidental de combustível e de óleo de motores também tem contribuído para a degradação. Enquanto o turismo intensivo compromete a saúde dos corais, a pesca predatória modifica a relação entre as espécies, gerando um desequilíbrio ecológico na área recifal.

Diversidade biológica Apesar das interferências humanas, os parrachos ainda exibem grande variedade de vida. Os organismos mais conhecidos e procurados pelos visitantes desse local são corais, peixes, crustáceos e moluscos. Menos procuradas, mas de importância vital para a comunidade recifal, as macroalgas marinhas formam tapetes de cores variadas e intensas (figura 3). Esses organismos são de grande relevância ecológica, porque constituem a base de diversas cadeias alimentares e também servem de abrigo, berçário e refúgio para diversas espécies de invertebrados e pequenos vertebrados. Além disso, as algas calcárias, principalmente as que formam crostas, fornecem resistência aos recifes, pois ocupam os espaços vazios e com isso contribuem para a sedimentação e a consolidação desses ambientes.

No livro Monitoramento dos recifes de coral do

Brasil (2006), a bióloga marinha Beatrice P. Ferreira e o oceanógrafo Mauro Maida registram 32 espécies de peixes para o complexo Maracajaú. Desses peixes, aqueles de valor comercial, como budiões (família Scaridae), piraúna (família Serranidae) e guaiúba (família Lutianidae), são bastante comuns na área (figura 4). Peixes que vivem escondidos ou camuflados (moréias, cavalos-marinhos, linguados e outros) também podem ser encontrados com freqüência em tocas, em fendas de corais e no meio das algas (figura 5).

Entre os invertebrados, destacam-se lagostas, estrelas-do-mar, polvos e ouriços (figura 6), mas ainda fazem parte da fauna local anêmonas, esponjas e aplísias. No caso dos corais, seis espécies foram identificadas, das quais três pertencem ao grupo dos corais duros (S. stellata, Favia gravida e Porites aste-

Figura 3. É grande a diversidade de macroalgas na área dos parrachos de Maracajaú

Figura 4. Na área de preservação é encontrada grande variedade de peixes, entre eles o budião (A) e a piraúna (B)

Figura 5. A moréia (que vive escondida) (A) e o linguado (que se camufla no fundo arenoso) (B) são espécies encontradas com freqüência em Maracajaú

roides) e três ao dos corais moles (Millipora alcicornis, Palythoa caribaeorum e Zoanthus sociatus). Das espécies identificadas, S. stellata mostra dominância significativa em toda a área dos parrachos. Todos esses corais estão associados a macroalgas marinhas pertencentes aos grupos Chlorophyta (algas verdes), Ochrophyta (algas pardas) e Rhodophyta (algas vermelhas).

Impactos ambientais Estudo recente da equipe dos Departamentos de Oceanografia e Limnologia e de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) demonstrou que a atividade turística altera a comunidade biológica dos recifes da Aparc. A pesquisa, para avaliar o impacto dessa atividade, tomou como base a distribuição de diferentes espécies de macroalgas. Esses organismos são considerados bioindicadores ideais porque sua presença e sua densidade (ou dominância) refletem o grau de perturbação das condições naturais do ambiente. As macroalgas foram estudadas em duas áreas, uma com a presença de turistas (ao lado de uma estrutura flutuante usada como base para mergulhos) e a outra onde não é permitida a visitação (conforme parte das normas da Aparc).

O levantamento mostrou que as comunidades de macroalgas eram bastante diferentes nas duas áreas amostradas. Como esperado, a área não impactada (sem turistas) apresentou maior diversidade de espécies, com maior representatividade para a alga parda Sargassum hystrix. Já na área impactada (de visitação intensa), a comunidade de macroalgas era composta por algas de pequeno porte e ciclo de vida curto, que se adaptam facilmente a ambientes sujeitos a freqüentes perturbações. Nessa área, a movimentação das embarcações e o uso inadequado das nadadeiras por parte dos turistas normalmente provoca a ressuspensão de sedimentos de fundo, o que contribui para a remoção da cobertura biológica em certos locais e favorece a colonização dos espaços desocupados por essas associações de algas e pela alga verde Caulerpa racemosa (figura 7). Essa espécie, amplamente distribuída nos mares tropicais, é conhecida por sua capacidade invasora e pela habilidade em competir por espaço com outras espécies. O rápido crescimento por meio de estolões (um tipo de rizoma) representa uma vantagem, facilitando sua disseminação sobre macroalgas e corais.

A abundância dessa alga também está associada ao aumento da atividade pesqueira nos parrachos. Muitos peixes recifais alimentam-se de macroalgas, e sua captura reduz esse consumo. Com isso, as macroalgas tendem a aumentar sua densidade populacional e algumas espécies chegam a crescer sobre os corais, causando sua morte. A proliferação dessas algas sobre a superfície ainda não ocupada também inibe a fixação das larvas de corais. As alterações ambientais decorrentes das diferentes atividades desenvolvidas nos parrachos têm sido motivo de preocupação para várias instituições, como a UFRN e o Instituto de Desenvolvimento Econômico e Meio Ambiente (Idema), do governo do Rio Grande do Norte, as quais têm realizado estudos de monitoramento dos recifes, com o objetivo de minimizar os riscos que podem comprometer o equilíbrio desses ecossistemas.

Figura 6. Estrelas-do-mar (A), esponjas (B) e lagostas (C) são alguns dos invertebrados que compõem a fauna dos parrachos

Figura 7. A alga verde invasora Caulerpa racemosa já é encontrada sobre os corais nos parrachos de Maracajaú, principalmente nas áreas impactadas

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NEUROCIÊNCIAS Estudo revela papel importante da espermidina na memória

Nossas lembranças para sempre?

A memória e os mecanismos pelos quais esta se forma e se mantém sempre despertaram a curiosidade humana, porque são as nossas lembranças que nos fazem indivíduos únicos. Estudos feitos em ratos têm demonstrado que certos compostos orgânicos nitrogenados, as poliaminas (particularmente a espermidina, encontrada em todas as células eucarióticas, incluindo células do sistema nervoso de vertebrados), têm ação relevante na modulação do aprendizado e da memória. Por Daiane Bolzan Berlese, do Instituto de Ciências da Saúde do Centro Universitário Feevale (RS).

A memória desperta o interesse e a imaginação humanas desde a Antigüidade. Tanto que a pergun-

touQuem poderá explicar o modo como elas se

ta de Santo Agostinho (354-430) parece hoje mais atual e relevante do que quando foi formulada, há 17 séculos, no livro X de As confissões, uma de suas obras principais: “Chego aos campos e vastos palácios da memória onde estão os tesouros de inumeráveis imagens trazidas por percepções de toda espécie. Aí está também escondido tudo o que pensamos, quer aumentando quer diminuindo ou até variando de qualquer modo os objetos que os sentidos atingiram. Enfim, jaz aí tudo o que se lhes entregou e depôs, se é que o esquecimento ainda o não absorveu e sepulformaram, apesar de se conhecer por que sentidos foram recolhidas e escondidas no interior?”

Como apropriadamente declarou o neurobiólogo

nada que não esteja na nossa memória(...) Eu sou

Iván Izquierdo, da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, que estuda a fisiologia da memória, “somos aquilo que recordamos”. “Não podemos fazer aquilo que não sabemos como fazer, nem comunicar nada que desconheçamos, isto é, quem sou, cada um é quem é, porque todos lembramo-nos de coisas que nos são próprias e exclusivas, e não pertencem a mais ninguém. As nossas memórias fazem com que cada ser humano ou animal seja um ser único, um indivíduo”, completou o cientista. Portanto, mais que um exercício de curiosidade, descobrir os caminhos pelos quais a memória se forma e se mantém parece ser uma oportunidade única de prolongar a individualidade humana frente às várias doenças neurodegenerativas, entre elas o mal de Alzheimer, que surgiram com o aumento da expectativa de vida da população.

A formação da memória Há evidências de que, dependendo do tipo de memória, sua formação envolve mais de um mecanismo bioquímico. Também se constatou que os mecanismos pelos quais formamos a memória de um fato (aprendizado) são diferentes dos que usamos para evocá-la (lembrança). Experiências mostram que a formação da memória de longa duração depende de eventos relacionados à síntese protéica. O aumento na síntese protéica é apenas uma das modificações cerebrais observadas durante o processo de formação

Figura 1. Corte transversal do cérebro humano, mostrando a localização da amígdala e do hipocampo, estruturas neurais envolvidas na formação da memória de memória. Antes desse aumento ocorrem alterações na liberação de neurotransmissores, moléculas responsáveis pela comunicação entre os neurônios, e na eficiência dessa comunicação em certas estruturas cerebrais (como o hipocampo, o córtex cerebral e outras). Estes parecem ser eventos neuroquímicos primários para a formação da memória.

Um dos principais neurotransmissores liberados pelos neurônios localizados nas áreas cerebrais envolvidas na formação da memória é o glutamato. Ao ser liberado, ele se liga a receptores específicos nos neurônios-alvos, provocando alterações que ativam mecanismos relacionados à síntese protéica e levam tais neurônios a formar novas conexões com outros. Essa alteração nas conexões neuronais tem sido chamada de ‘plasticidade sináptica’. Tais processos podem ser modulados não só pelo glutamato, mas também por outros neurotransmissores, entre eles dopamina, noradrenalina, serotonina, acetilcolina, ácido gama-aminobutírico e poliaminas. Estes são liberados por neurônios presentes no hipocampo ou em estruturas cerebrais adjacentes, como a amígdala, envolvida na percepção e modulação do medo e de outras emoções.

Essa gama de alternativas de modulação permite que o processo de formação de memória seja muito variável, de tal forma que uma maior facilidade ou dificuldade para formar memórias de dados e eventos dependeria, entre outros fatores, do seu significado biológico, ou seja, da capacidade de o indivíduo poder distinguir o quanto é importante para sua sobrevivência armazenar ou não uma informação ou um aprendizado. Há que se considerar, também, que a evocação de uma memória não é só a ‘reativação’ daquele ‘registro’.

Ao evocar uma dada memória, freqüentemente só restituímos parte dela. É comum também confundirmos, com a memória em si, pensamentos e associações diretamente relacionados a ela. Assim, a evocação de uma memória implica também uma ‘reconsolidação’ do registro original, já que durante o proces- so a informação armazenada é modificada. Essa possibilidade de transformação do que foi registrado altera um pouco o conceito de memória.

A capacidade do cérebro de alterar sua estrutura em resposta a experiências, drogas, hormônios e lesões é chamada de plasticidade cerebral e este parece ser o mecanismo pelo qual aprendemos e lembramos. Duas estruturas cerebrais estão particularmente envolvidas na aquisição, consolidação e evocação da memória: o hipocampo e a amígdala (figura 1). Manipulações farmacológicas e bioquímicas nessas áreas alteram a retenção de memória em diferentes tarefas.

Estudos mostram que ratos com lesões no hipocampo apresentam deficiências na formação da memória recente, sem alterar a memória remota. Assim, essa parte do cérebro parece atuar no armazenamento e na evocação da memória apenas por tempo limitado. A amígdala – em especial o complexo basolateral, uma de suas partes – está mais envolvida com os aspectos emocionais do aprendizado, enquanto o hipocampo lida mais com os aspectos espaciais e contextuais de uma tarefa. É evidente, porém, que a consolidação da memória envolve interações entre os sistemas neurais.

A importância das poliaminas As poliaminas são substâncias orgânicas compostas por uma, duas ou três cadeias moleculares ligadas por átomos de nitrogênio. As principais são a putrescina, a espermina e a espermidina, encontradas em todas as células eucarióticas, incluindo células do sistema nervoso de vertebrados. Descobertas em 1678 pelo microscopista holandês Anton van Leeuwenhoek (1632- 1723), que observou fosfato de espermina cristalizado em sêmen frio e seco, as poliaminas estão envolvidas nos processos de crescimento e diferenciação das células, já que ativam a síntese do ácido ribonucléico (RNA) e de proteínas. Também já foi constatado que pacientes com a doença de Alzheimer têm os níveis de poliaminas no cérebro alterados.

Essas substâncias estão amplamente distribuídas no sistema nervoso central. Entretanto, como sua troca entre o sangue e o cérebro é bastante limitada, acredita-se que apenas uma pequena fração de poliaminas encefálicas tenha

Figura 2. A caixa usada para realizar, com ratos, o teste de esquiva inibitória (para avaliar o aprendizado espacial e contextual) tem uma plataforma de madeira e barras de ferro no assoalho ligadas a uma corrente elétrica

abril de 2008 • CIÊNCIA HOJE • 73 origem em tecidos periféricos. Supõe-se, então, que exista no sistema nervoso central um mecanismo próprio capaz de sintetizar essas moléculas.

As poliaminas são apontadas como neurotransmissores e neuromoduladores em diversos estudos, porque são armazenadas em vesículas sinápticas e sua liberação depende do cálcio, obedecendo a um estímulo químico ou elétrico. Além disso, há no sistema nervoso um sistema eficiente de recaptação de poliaminas, que regula o nível destas fora das células e o tempo em que exercem seus efeitos.

Estudos realizados particularmente com a espermidina pelo grupo de pesquisa coordenado, na Universidade Federal de Santa Maria (RS), pelos bioquímicos Carlos Fernando de Mello e Maribel Antonello Rubin, mostraram que a administração no hipocampo dessa poliamina facilitou a memória dos ratos no teste de esquiva inibitória, que avalia o aprendizado espacial e contextual. Esse teste é feito em uma caixa com uma plataforma de madeira e barras de ferro ligadas a uma corrente elétrica (figura 2). No primeiro ‘treino’, o animal é posto na plataforma e recebe um choque elétrico sempre que desce dela. Após um período de 24 horas fora da caixa, o mesmo animal é posto novamente nela e observa-se o tempo que leva para ‘lembrar’ que, se descer da plataforma, levará um choque.

Para avaliar o efeito da espermidina, esta foi administrada, em diferentes doses e horários, no hipocampo dos ratos. Um grupo recebeu o composto 30 minutos antes do treino e outro grupo recebeu o composto imediatamente após o treino. Observou-se então que, quando a espermidina foi administrada 30 minutos antes do treino e imediatamente após este, o rato demorou mais para descer da plataforma, o que indica que sua memória melhorou. O resultado sugere que essa molécula altera a aquisição e/ou o início da consolidação da memória em ratos.

A espermidina também alterou a memória quando administrada na amígdala de ratos. Houve uma melhora na aquisição e na consolidação da memória dos animais no teste do medo condicionado, que avalia o aprendizado emocional. Nesse teste, o rato é posto em uma caixa com barras de ferro no assoa- lho, também ligadas a uma corrente elétrica. No dia do treino, uma campainha é acionada três vezes seguidas. Imediatamente após cada toque, o animal leva um choque (figura 3) – assim, ele associa o som da campainha ao choque, como um aviso prévio. No dia seguinte, o rato é posto de novo na caixa e, ao ouvir a campainha, em geral fica imóvel, amedrontado. Quanto maior o tempo de imobilidade e o número de vezes em que isso ocorra, melhor é a sua memória.

A espermidina também foi administrada na amígdala em diferentes doses e horários, constatando-se que, como no caso do hipocampo, a memória do animal só melhorou quando a administração ocorreu antes do treino ou imediatamente após este. O resultado indicou que a espermidina facilita a aquisição e/ou consolidação da memória dos ratos no teste do medo condicionado.

Os resultados de todos esses estudos mostraram que as poliaminas têm ação relevante na modulação do aprendizado e da memória e abriram um leque de possibilidades de estudos complementares sobre as funções dessas substâncias. Sabendo que as poliaminas são agentes moduladores da memória e que seu metabolismo está alterado em doenças, como no mal de Alzheimer e na síndrome de Down, aprofundar o conhecimento sobre o assunto poderá contribuir para o tratamento dessas e de outras enfermidades que prejudicam a memória.

Os vegetais são uma grande fonte de poliaminas, mas ainda não sabemos como essas moléculas vindas de fora do corpo poderiam ser utilizadas pelo sistema nervoso central, já que a troca das mesmas entre o sangue e o cérebro é bastante limitada. Muitos estudos ainda são necessários para que se possam empregar essas substâncias para perpetuar as memórias e lembranças que gostaríamos que permanecessem eternas em nossas mentes. Quem não gostaria?

Figura 3. A caixa utilizada para realizar, com ratos, o teste do medo condicionado (que avalia o aprendizado emocional) tem barras de ferro no assoalho ligadas a uma corrente elétrica, mas esta só é acionada após o toque de uma campainha

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