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No topo de um vulcão andino de 6.739 metros, onde o ar é rarefeito, as temperaturas estão quase sempre abaixo de zero e os humanos lutam para sobreviver, um pequeno rato com orelhas de folha se sentiu em casa – comendo plantas tóxicas.
Uma equipe internacional que incluiu pesquisadores da Universidade McMaster em Hamilton, Ontário, descobriu alguns dos truques biológicos por trás desse feito. O estudo, publicado quinta-feira na revista Science, descobriu que ratos andinos de grandes altitudes podem gerar calor de forma mais eficaz quando o oxigênio é escasso. Evidências genéticas também sugerem que eles se adaptaram para processar compostos nocivos em seus alimentos.
A espécie, Phyllotis vaccarum, foi encontrada no cume do vulcão Llullaillaco, na fronteira entre o Chile e a Argentina. Nessa altitude, cada respiração fornece cerca de 44% mais oxigênio do que ao nível do mar.
“O ambiente é tão árido que você não pode imaginar que alguma coisa pudesse viver lá… Saber realmente que esses ratos vivem lá rotineiramente e sobrevivem, foi bastante incompreensível”, disse Grant McClelland, professor de biologia de McMaster e co-autor do estudo.
Para um mamífero suficientemente pequeno para caber numa mão, sobreviver a cerca de 7.000 metros no vulcão Llullaillaco é uma enorme conquista — e um lembrete de que os cientistas ainda podem subestimar onde a vida pode florescer. (Jay Storz/Universidade McMaster)
A espécie tem a mais ampla faixa de altitude conhecida entre todos os mamíferos, vivendo desde o nível do mar ao longo da costa norte do Chile até os cumes dos Andes com mais de 6.700 metros de altura.
Os pesquisadores coletaram ratos nessa faixa, compararam seus genomas e testaram animais das terras altas e das terras baixas nas mesmas condições de laboratório. Eles mediram a produção de calor em níveis de oxigênio simulando o nível do mar, 4.300 metros e 7.000 metros.
Todos os ratos perderam alguma capacidade de produção de calor à medida que o oxigênio diminuía. Mas os ratos das terras altas perderam menos do que os membros das terras baixas da mesma espécie e uma espécie relacionada das terras baixas – uma vantagem potencialmente salvadora em condições de congelamento.
Essa vantagem é importante porque a produção de calor corporal requer oxigênio para alimentar músculos famintos por energia, disse McClelland.
Construído para o ar frio e rarefeito e um menu difícil
Os ratos das terras altas parecem obter vantagem na forma como esses músculos produzem e usam energia.
“Como é muito frio nessas altitudes, outra coisa realmente importante que eles precisam fazer é tremer para manter o corpo aquecido”, disse Graham Scott, professor de biologia de McMaster e coautor.
“E assim a forma como os músculos apoiam o metabolismo para os tremores é muito parecida com a forma como um corredor de maratona apoiaria o movimento.”
Num músculo da perna traseira usado para tremores, as mitocôndrias dos ratos das terras altas tinham maior capacidade de transformar oxigénio e nutrientes em energia do que as dos ratos das terras baixas. As mitocôndrias são estruturas dentro das células que combinam oxigênio e nutrientes para produzir energia utilizável.
“Uma das grandes coisas é que há mais deles… Eles estão cheios de mitocôndrias”, disse Scott. As mitocôndrias também têm “uma capacidade realmente elevada de usar combustíveis lipídicos”.
Isso é importante porque os lipídios, ou gorduras, fornecem uma fonte duradoura de energia para os tremores.
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Mas algumas das descobertas mais surpreendentes do estudo envolveram alimentos.
Muito pouco cresce nas encostas mais altas, deixando aos ratos pouca escolha sobre o que comer. A análise genética revelou sinais de seleção em genes que ajudam a desintoxicar compostos nocivos das plantas.
“Nessas altitudes, eles realmente precisam comer tudo o que conseguem”, disse Scott. “Esses ratos tiveram que se adaptar para lidar com a ingestão dessas plantas contendo compostos tóxicos.”
Para um mamífero pequeno o suficiente para caber numa mão, sobreviver perto de 7.000 metros é uma enorme conquista – e um lembrete de que os cientistas ainda podem subestimar onde a vida pode florescer.
“A evolução nunca deixa de nos surpreender como biólogos”, disse McClelland, “porque qualquer ambiente que você olhar na Terra, incluindo aqueles que parecem ser completamente inóspitos para a própria vida, você provavelmente encontrará algo que encontrou uma maneira de sobreviver e prosperar nesse ambiente”.