An otter swims underwater the Detroit, Michigan Zoo (Ellen Meiselman via Flickr/Creative Commons)
Propriedades especiais de uma proteína de ligação ao oxigénio nos músculos dos mamíferos marinhos, tais como focas, baleias e golfinhos, são a razão pela qual estes animais conseguem suster a respiração debaixo de água durante longos períodos de tempo, de acordo com um novo estudo.
Muitos destes mamíferos mergulhadores conseguem suster a respiração debaixo de água durante mais de uma hora, enquanto que os mamíferos terrestres, como os humanos, apenas conseguem fazê-lo durante alguns minutos, no máximo.
Os cientistas da Universidade de Liverpool, que lideraram o estudo, conseguiram identificar uma característica molecular única da mioglobina, uma proteína aglutinante de ferro e oxigénio encontrada nos cachalotes e outros mamíferos mergulhadores. Até esta descoberta, muito pouco se sabia sobre como a molécula é adaptada nos mamíferos marinhos mergulhadores.
Os pesquisadores, em colaboração com a Universidade de Manitoba e Universidade do Alasca, encontraram uma alta concentração de mioglobina, a substância que faz a carne parecer vermelha, nos músculos dos mamíferos mergulhadores. Na verdade, a quantidade era tão alta no músculo que quase parecia preta na cor.
Monachus schauinslandi (Selo de Monge Havaiano) debaixo d’água em Five Fathom Pinnacle, Hawaii. (Kent Backman via Wikimedia Commons)
Esta descoberta permitiu aos cientistas traçar a evolução de como os músculos de mais de 100 espécies de mamíferos, incluindo restos fósseis dos seus antigos predecessores, foram capazes de armazenar oxigénio.
“Estudamos a carga elétrica na superfície da mioglobina e descobrimos que ela aumentou nos mamíferos que podem mergulhar debaixo d’água por longos períodos de tempo”, disse o Dr. Michael Berenbrink, da Universidade de Liverpool, que liderou a equipe internacional de cientistas. “Ficamos surpresos quando vimos a mesma assinatura molecular em baleias e focas, mas também em castores semi-aquáticos, ratazanas almiscareiras e até mesmo musaranhos aquáticos”
Mapelar a assinatura molecular única da mioglobina em toda a árvore genealógica dos mamíferos permitiu aos cientistas recriar os estoques de oxigênio muscular encontrados nos ancestrais extintos dos mamíferos mergulhadores de hoje”. A equipa conseguiu então encontrar a primeira evidência de um antepassado anfíbio comum das modernas vacas marinhas, hirais e elefantes que viveram há 65 milhões de anos em águas africanas pouco profundas.
Embora os mamíferos marinhos como as focas, golfinhos e baleias possam ficar debaixo de água durante longos períodos de tempo, os humanos só o podem fazer durante cerca de um minuto ou mais. (gadgetboy32 via Flickr/Creative Commons)
“Nosso estudo sugere que o aumento da carga elétrica da mioglobina em mamíferos que têm altas concentrações desta proteína causa eletro-repulsão, como pólos semelhantes de dois ímãs”, disse o Dr. Scott Mirceta, um membro da equipe de pesquisa. “Isto deve evitar que as proteínas se unam e permitir concentrações muito maiores da mioglobina armazenadora de oxigênio nos músculos desses mergulhadores”
Os estudos dos pesquisadores poderiam fornecer uma visão sobre uma série de doenças humanas, como Alzheimer e diabetes, ao mesmo tempo em que ajudariam no desenvolvimento de substitutos artificiais do sangue.
“Esta descoberta ilustra a força da combinação de abordagens moleculares, fisiológicas e evolutivas aos problemas biológicos e, pela primeira vez, permite-nos colocar ‘carne’ nos ossos destes mergulhadores há muito extintos”, disse Berenbrink.
Veja um vídeo sobre esta descoberta (Universidade de Liverpool/BBSRC)