À medida que as atividades ao ar livre se tornam mais populares com a mudança das estações, as pessoas procuram proteger-se de queimaduras solares e melanomas, principalmente usando protetores solares comerciais.
No entanto, os humanos não são as únicas espécies que precisam preocupar-se com os danos causados pela exposição aos raios ultravioleta do sol. Muitas criaturas usam protetor solar, mas não as loções comerciais com as quais os humanos estão familiarizados. O protetor solar está codificado no seu ADN.
Durante anos, o laboratório do biólogo americano James Gagnon estudou o gadusol, um composto químico em peixes, que levou à descoberta que as fêmeas excretam o composto nos ovos. A molécula de gadusol foi descoberta em peixes há mais de 40 anos e originalmente pensava-se que vinha de fontes alimentares. Desde então, foi comprovado que o gadusol é produzido a partir de vias metabólicas dentro do peixe.
Com a ajuda de investigadores da Escola de Ciências Biológicas e do Departamento de Genética Humana, da Universidade de Utah, Marlen Rice, principal autora do estudo, referiu: “A coisa divertida sobre a biologia é apenas o fato de que as coisas (vivas) são dinâmicas e interagem (com) seu ambiente”.
Exposição ultravioleta
Quase toda a vida na Terra depende do sol, seja aproveitando a sua energia para produzir alimentos ou consumindo outros organismos. Mas a exposição à radiação ultravioleta (UVR) tem um custo. Os comprimentos de onda dos raios UVB são especialmente perigosos, causando danos em nível molecular e levando a mutações no ADN. Níveis excessivos de exposição à radiação ultravioleta podem até matar células, um processo conhecido como apoptose, resultando no que conhecemos como queimadura solar. Mesmo na água, os organismos não são seguros porque os níveis biologicamente nocivos de UVB podem penetrar a mais de 10 metros de profundidade.
A proteção está nos protetores solares que absorvem os fótons UV antes que estes penetrem nas células vulneráveis e dissipem essa energia absorvida como calor menos nocivo, de acordo o estudo. Os protetores atuam como escudos físicos sobre o precioso material genético nas células, evitando danos e mutações.
Organismos em muitos habitats desenvolveram adaptações, incluindo estilos de vida noturnos e mecanismos de reparo de ADN, para evitar e corrigir os danos associados à exposição aos raios UV. Mas alguns desenvolveram a capacidade de criar seus próprios protetores solares químicos.
“Como os habitats iluminados pelo sol podem ter vantagens nutritivas significativas em relação aos ambientes escuros e porque nenhum caminho de reparo é completamente eficiente, muitos organismos empregam protetores solares para evitar que ocorram danos UVR em primeiro lugar”, referem os investigadores.
Peixe-zebra mutante
Inicialmente, Marlen Rice considerou a melanina como o protetor solar primário na vida aquática. A melanina é produzida em melanóforos que migram para cobrir partes do cérebro e do corpo à medida que os embriões de peixe amadurecem.
Para testar essa hipótese, Marlen Rice alterou o genótipo do peixe-zebra para desativar o gene da produção de melanina. Ele descobriu que os embriões de peixe-zebra morriam de exposição à radiação ultravioleta na mesma taxa, independentemente de seu genótipo ter sido alterado ou não. Deve haver algo mais protegendo os embriões.
Por meio da edição do gene CRISPR-Cas9, o laboratório de James Gagnon criou um peixe-zebra mutante deficiente em gadusol para testar se o gadusol fornece proteção UV. Os peixe-zebra foram escolhidos para essas experiências porque habitam águas ensolaradas, produzem gadusol e são passíveis de manipulação genética.
A investigação determinou que o gadusol é fornecido para embriões de peixe-zebra pela mãe, é o filtro solar mais eficaz em relação a outros métodos de proteção e é perdido evolutivamente em espécies de peixes quando seus embriões não são expostos à luz solar.
“A transparência como camuflagem”
Para demonstrar a importância do gadusol para a sobrevivência de peixes larvais, Marlen Rice distribuiu doses precisas de UVB para embriões de peixe-zebra mutantes e inalterados e mediu o efeito na inflação da bexiga natatória. Quando expostos à mesma dose, os peixes mutantes deficientes em gadusol foram incapazes de inflar suas bexigas natatórias, indicando que a exposição aos raios ultravioleta causou defeitos significativos no desenvolvimento.
Uma empresa de beleza com sede em Boston está agora procurando sintetizar gadusol para criar protetores solares que seriam mais seguros para humanos e ambientes marinhos. Para os peixes, o gadusol oferece vantagens em relação a outros protetores solares devido à sua invisibilidade. “A transparência como camuflagem”, refere o estudo, “é uma característica comum em animais aquáticos, especialmente em mar aberto, onde não há nada para se esconder”.
A principal desvantagem da melanina é que ela absorve a maioria dos comprimentos de onda no espectro de luz visível, bem como no espectro UVB, por isso é detetável por predadores. A luz do sol, por sua vez, é apenas um dos muitos desafios que os ecossistemas aquáticos representam para seus habitantes.
