Fatores ambientais influenciam morfologia e comportamento de peixes piauçu

Experimento feito na USP revela que características como a posição da boca e das nadadeiras se alteram de acordo com as condições de alimentação durante o desenvolvimento

André Julião | Agência FAPESP – Estudo feito na Universidade de São Paulo (USP) mostrou que características físicas e comportamentais do peixe piauçu (Megaleporinus macrocephalus) se modificam de acordo com as condições ambientais vivenciadas durante o desenvolvimento.

No experimento, os pesquisadores criaram descendentes de uma mesma fêmea em aquários com diferentes configurações, com presença ou ausência de plantas e cascalho. Após oito meses, os animais haviam desenvolvido diferentes formatos de boca e de corpo. A posição das nadadeiras e a maneira como buscavam alimento também variou segundo o ambiente.

Resultados do estudo, apoiado pela FAPESP, foram descritos no Journal of Experimental Zoology B. Na avaliação dos autores, os dados indicam que fatores ambientais influenciam o desenvolvimento larval nessa espécie por um processo denominado plasticidade fenotípica.

“Mostramos que os processos de desenvolvimento larval – que envolvem a expressão de genes que comandam a construção de tecidos específicos, como músculos, tendões e ossos – são influenciados por sinais ambientais”, disse à Agência FAPESP Tiana Kohlsdorf, professora da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP e coordenadora do estudo.

Segundo a pesquisadora, diversos estudos conectam as informações genéticas com o fenótipo. Mas, normalmente, avaliam a relação entre um fator ambiental isolado com um único traço do fenótipo. “Nosso trabalho integra as condições de alimentação com a complexidade do ambiente e avalia o efeito de diferentes combinações desses dois fatores na morfologia, no comportamento e no desempenho locomotor dos peixes”, afirmou.

O experimento foi conduzido durante o mestrado de Bianca Bonini Campos, primeira autora do artigo. Participaram da pesquisa Renata Brandt, que teve bolsa da FAPESP durante estágio de pós-doutorado, e Leandro Lofeu, doutorando na Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP.

Quatro ambientes

Os pesquisadores dividiram mil alevinos com 30 dias de vida em aquários com diferentes configurações. Nesses criadouros, os pequenos piauçus foram alimentados de diferentes maneiras.

No ambiente denominado “superfície”, havia vegetação apenas nessa região do aquário e somente nesse local o peixe era alimentado. No ambiente chamado “generalista”, foram colocados, além da vegetação na superfície, também um substrato complexo, composto por cascalho e plantas, no fundo. O alimento ficava disponível nesses dois níveis do aquário..

A terceira configuração, que recebeu o nome “substrato de fundo complexo”, era semelhante à segunda, com a diferença de não haver plantas na superfície e a alimentação ser oferecida apenas no fundo do aquário. Por fim, no ambiente chamado “substrato de fundo simples”, havia apenas água e os alevinos eram alimentados apenas no fundo do criadouro.

Depois de oito meses, os animais foram analisados segundo o desempenho de natação, o comportamento e a morfologia – sendo que neste último quesito foram considerados a  posição relativa da boca e das nadadeiras e o formato do corpo.

“Observamos alterações, principalmente na região da cabeça, quando comparadas às médias da espécie. Percebemos um deslocamento na posição do rostro [equivalente ao rosto em humanos], às vezes voltado para cima. Identificamos corpos mais achatados e diferentes posições de nadadeiras, entre outras modificações”, disse Campos.

Os indivíduos que cresceram nos ambientes “superfície” e “generalista” desenvolveram um rostro com a boca mais voltada para cima do que os peixes dos ambientes “substrato complexo” e “substrato simples”, em que a alimentação era fornecida apenas no fundo.

Além disso, os piauçus da configuração “superfície” desenvolveram um corpo mais robusto e expandido no ventre, enquanto os do ambiente “generalista” se tornaram mais alongados e achatados. Os que se alimentaram mais no fundo (“substrato complexo” e “substrato simples”), além da boca mais voltada para baixo, tinham o corpo mais achatado no ventre.

As posições das nadadeiras diferiram conforme o ambiente em que os alevinos se desenvolveram. Outra diferença marcante se deu entre os peixes de ambientes de “substrato complexo” e “generalista”. Os primeiros desenvolveram caudas mais longas e altas do que as dos “generalistas”, e nadadeiras peitorais mais próximas do rostro e nadadeira adiposa (pequena estrutura localizada entre a cauda e a nadadeira dorsal) posicionada de forma mais perpendicular ao corpo.

Velhos hábitos

Quando colocados em um ambiente diferente do que foram criados, os peixes mantiveram os comportamentos adquiridos na fase do desenvolvimento. Em um aquário dividido em quatro, com cada quadrante representando um dos ambientes do experimento, os piauçus preferiram o local que mais se assemelhasse àquele em que cresceram. Por meio de uma canaleta, foi oferecido alimento no fundo e na superfície do aquário.

Os peixes frequentemente mantiveram o comportamento alimentar habitual.“Se a comida era disponibilizada também na superfície, mas eles cresceram se alimentando no fundo, eles se mantinham no fundo. Se a ração estava presente também no fundo, mas o hábito era se alimentar na superfície, ficavam majoritariamente na superfície”, disse Kohlsdorf.

A plasticidade nas características morfológicas e comportamentais, no entanto, não alterou a capacidade dos peixes de fugirem de um potencial predador. Colocados individualmente em um aquário apenas com água, os animais foram filmados depois que os pesquisadores faziam um movimento simulando uma tentativa de predação. A velocidade e a aceleração de deslocamento foram medidas e não houve diferença significativa entre os diferentes grupos de peixes.

“Vimos que a capacidade de responder ao ambiente de desenvolvimento é hereditária e específica de cada grupo. Não acontece com qualquer espécie e, até então, não se sabia se para esse peixe os programas de desenvolvimento eram capazes de integrar a informação do ambiente de desenvolvimento e as informações genéticas. Mostramos que sim”, disse Kohlsdorf.

O artigo Different developmental environments reveal multitrait plastic responses in South American Anostomidae fish (doi: 10.1002/jez.b.22905), de Bianca Bonini-Campos, Leandro Lofeu, Renata Brandt e Tiana Kohlsdorf, pode ser lido em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jez.b.22905.