Pesquisadores do Trinity College Dublin relatam o que parece ser uma “curva de desempenho térmico universal” (UTPC) que se aplica a toda a árvore da vida. Segundo a equipe, esse padrão controla a forma como os organismos respondem às mudanças de temperatura. Os resultados sugerem que esta regra efetivamente “acorrenta a evolução”, porque nenhuma espécie estudada até agora escapou às restrições sobre como a temperatura afeta a função biológica.
A temperatura afeta todos os seres vivos. O recém-descrito UTPC combina milhares de curvas de desempenho anteriormente isoladas que os cientistas usaram para entender o desempenho de diferentes espécies em diferentes temperaturas. Os pesquisadores descobriram que essas curvas seguem o mesmo padrão subjacente. Isto se aplica não apenas a todas as espécies, mas também a diferentes tipos de atividade biológica. O padrão mantém-se quer os cientistas estejam a medir a rapidez com que um lagarto corre numa passadeira, a medir a forma como um tubarão nada no oceano ou a monitorizar a rapidez com que as células bacterianas se dividem.
Um padrão geral de como a vida responde ao calor
O UTPC revela uma relação consistente entre temperatura e desempenho dos organismos vivos. À medida que a temperatura aumenta, o desempenho biológico geralmente melhora gradualmente até atingir um ponto ideal (onde o desempenho é máximo).
Uma vez que a temperatura exceda esse valor ideal, entretanto, o desempenho diminui rapidamente. Esta queda acentuada na temperatura significa que o sobreaquecimento pode rapidamente tornar-se perigoso, podendo causar colapso fisiológico ou mesmo morte.
A pesquisa está publicada na revista PNASsugere que as espécies podem enfrentar limites mais fortes do que se pensava anteriormente na adaptação às alterações climáticas. Com o aumento das temperaturas em grande parte do planeta, estas restrições podem afectar a forma como os organismos conseguem lidar com o aquecimento futuro.
Compartilhando uma curva na árvore da vida
Andrew Jackson, professor de zoologia na Trinity School of Natural Sciences e um dos coautores do estudo, explicou que a pesquisa descobriu semelhanças fascinantes entre diferentes formas de vida.
“Entre milhares de espécies e quase todos os grupos de vida, incluindo bactérias, plantas, répteis, peixes e insectos, a forma da curva que descreve as mudanças no desempenho com a temperatura é muito semelhante. No entanto, diferentes espécies têm temperaturas óptimas muito diferentes, variando de 5°C a 100°C, e o seu desempenho pode variar muito dependendo da medição e do desempenho da espécie.”
Os cientistas já desenvolveram muitos modelos para explicar a ampla gama de respostas de temperatura observadas na natureza. Contudo, novas pesquisas indicam que essas diferenças são variações da mesma curva básica.
“Isso levou a inúmeras variações nos modelos propostos para explicar essas diferenças. O que mostramos aqui é que todas as diferentes curvas são, na verdade, a mesma curva exata, apenas esticadas e deslocadas em diferentes temperaturas. E mais, nós mostramos que a temperatura ideal e a temperatura máxima crítica na qual a morte ocorre estão inextricavelmente ligadas.”
Jackson também observou que quando as temperaturas sobem acima do ideal, a faixa de sobrevivência do organismo diminui.
“Qualquer que seja a espécie, ela deve ter uma pequena faixa de temperatura onde a vida seja viável se a temperatura ultrapassar o ideal”.
Analisou milhares de curvas de desempenho térmico em estudos
O autor sênior, Nicholas Payne, da Escola de Ciências Naturais da Trinity, disse que as conclusões foram baseadas em um extenso conjunto de dados.
“Esses resultados surgiram de uma análise aprofundada de mais de 2.500 curvas de desempenho térmico diferentes, cobrindo uma variedade notável de medidas de desempenho diferentes para uma diversidade igualmente notável de espécies – de bactérias a plantas e de lagartos a insetos.”
Os resultados indicam que este padrão partilhado aparece em quase todos os principais ramos da vida que evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos.
“Isto significa que este padrão se aplica a todos os principais grupos de espécies que evoluíram amplamente à medida que a árvore da vida cresceu ao longo de milhares de milhões de anos de evolução. Apesar desta rica diversidade de vida, a nossa investigação mostra que todas as formas de vida são essencialmente limitadas de forma significativa por estas ‘regras’ de como a temperatura afecta a sua capacidade de funcionamento. A melhor evolução encontrada é mudar a vida a partir desta curva – uma forma de desempenho térmico muito específica.”
Procurando exceções à regra
Os investigadores planeiam agora usar o UTPC como ponto de referência para investigar se algum organismo pode desviar-se ligeiramente deste padrão.
“O próximo passo é usar este modelo como uma espécie de referência para ver se existem quaisquer espécies ou sistemas que possamos descobrir que, subtilmente, divergem deste padrão. Se encontrarmos algum, ficaremos entusiasmados em perguntar porquê e como eles fazem isso – especialmente tendo em conta como se prevê que o nosso clima irá aquecer nas próximas décadas.”
