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Declínio populacional de anfíbios: De onde veio o fungo que está causando a morte desses animais no mundo todo?

Desde o início da minha graduação em ciências biológicas, há muito, muito tempo (mentira, era 2004, nem é tanto tempo assim), numa galáxia muito, muito distante (para alguns é bem distante mesmo, mas pra mim é logo ali em Porto Alegre) eu ouvia falar sobre o declínio populacional das espécies de anfíbios. Nas aulas de zoologia, os professores e professoras explicavam que esse declínio era mais acentuado nesse grupo animal por causa de um fungo que os atingia e causava alta mortalidade. Muitos falavam sobre a possível extinção desses animais, já que eles sofrem não só a pressão da perda de habitats e das mudanças climáticas, mas também tem que lidar com esse patógeno que diminui suas chances de sobrevivência. O fungo que atinge os anfíbios é o Batrachochytrium dendrobatidis (BD para os íntimos). Ele causa uma doença chamada quitridiomicose. Algumas espécies de anfíbios anuros, como sapos, pererecas e rãs, possuem imunidade contra esse fungo, ou seja, eles carregam o patógeno, mas não apresentam sintomas de infecção. Isso faz deles um ótimo vetor na disseminação desse fungo.

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Figura 1: Zoósporo de Batrachochytrium dendrobatidis em microscopia eletrônica. Fonte: Wikipedia.

Os primeiros relatos de quitridiomicose são da década de 70, mas somente em 1990 essa doença foi reconhecida como uma ameaça global ao grupo anfíbio (2). O BD dispersa seus zoósporos (célula reprodutiva) pela água e infecta larvas de anfíbios através da pele. Uma vez que o zoósporo encontra o hospedeiro, ele vai se multiplicar e novos zoósporos podem reinfectar o hospedeiro ou serem disseminados na água e infectar outros indivíduos. Uma série de fatores determinam a gravidade da infecção e possível morte do hospedeiro como temperatura da água e do ambiente, pH e até a imunidade do anfíbio. A infecção afeta principalmente a pele do animal atrapalhando processos de descamação, troca de temperatura, osmose e respiração. Os animais infectados e não imunes ao fungo demonstram letargia, anorexia, e engrossamento da pele. Esse último sintoma é o que acaba levando à morte porque faz com que a respiração, que acontece na maior parte através da pele nesses animais, fique prejudicada e o animal acaba tendo uma parada cardiorrespiratória.

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Figura 2: Ciclo de vida do fungo Batrachochytrium dendrobatidis. Adaptado de Rosenblum et al. 2010.

Durante esses quase 50 anos dos primeiros relatos de quitridiomicose e quase 30 do reconhecimento dessa ameaça aos anfíbios, muita coisa tem sido estudada, mas uma área específica ainda estava pouco explicada: a origem e evolução desse fungo. Conhecer dados sobre a origem de um parasita ajuda a entender como ele é contido no seu ambiente natural e nos dá ideias de estratégias para controlar esse parasito fora do seu ambiente. Quando inserido no ecossistema de origem, tanto animais, quanto plantas e parasitos não são considerados pragas (desde que o ecossistema não esteja desregulado). É mais simples de visualizar isso usando um exemplo animal: quando inserido no ecossistema de origem, um animal faz parte de uma cadeia alimentar e sofre uma série de pressões ambientais. Essas pressões ambientais, que podem ser disponibilidade de alimento, disponibilidade de território, presença de predadores, etc, fazem com que o animal não possa se reproduzir de maneira a se tornar uma praga e desestabilizar o ambiente. Então entender de onde veio a praga e estudar o seu ambiente ajuda a desvendar possíveis modos de contenção . E foi isso que um grupo global de cientistas, inclusive do Brasil, estavam tentando desvendar – de onde veio o BD?

Já existiam vários estudos que tentavam explicar a origem desse fungo, mas o diferencial do artigo publicado esse mês no periódico científico Science, foi a quantidade de dados utilizada. Quanto mais dados, mais robusta e próxima da realidade é uma análise. O grupo de cientistas analisou amostras de BD de América do Sul, América do Norte, Europa, África, Ásia e Oceania.

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Figura 3: Pontos mostrando a localização das amostras utilizadas no estudo. Fonte: O’Hanlon SJ, et al. 2018.

Com as amostras em mãos, eles utilizaram dados genéticos para avaliar as diferentes linhagens e pontuar a linhagem ancestral e qual a sua origem. Os resultados indicaram que a provável linhagem ancestral é asiática, proveniente da Coréia e que ela começou a se espalhar para o resto do mundo após o crescimento do comércio de anfíbios. As análises marcam o início da expansão do fungo causador de quitridiomicose entre 1898 (análise de genoma nuclear) e 1962 (análise de genoma mitocondrial). Esse intervalo de datas coincide com a expansão do comércio de anfíbios ao redor do mundo. Esses animais são comercializados por diversos motivos: animais de estimação, para medicamentos e alimentos (3). De fato, os cientistas encontraram amostras de todas as linhagens de BD em animais comercializados, mesmo com as regras internacionais que impedem a comercialização de animais infectados instituídas pela Organização Mundial de Saúde Animal.

A rota pela qual o BD começou a se espalhar pelo mundo após sair da Ásia ainda não é clara. O que se sabe é que, durante esse curto período do século XX em que houve essa expansão, o BD se diversificou em diferentes linhagens. Isso é comum de acontecer com organismos que ocupam ambientes tão diversos, mas no caso de parasitas, é preocupante. Essa diferenciação já gerou, inclusive, uma linhagem de BD altamente transmissível e virulenta conhecida como BdGPL  Quanto mais linhagens diferentes uma espécie de parasita possui, mais difícil se torna combatê-lo. A diferenciação genética (diferentes linhagens) é associada com a diversificação de características que influenciam na infecção do hospedeiro, ou seja, quanto mais diversa uma espécie de parasita, mais estratégias diferentes de infecção do hospedeiro ela terá. Para combater esse patógeno com eficiência é necessário impedir todas essas estratégias de infecção e reprodução. Então, por conta dessa diferenciação em diferentes linhagens, é provável que para combater o BD seja necessário utilizar diferentes estratégias que contemplem as características específicas de infecção e reprodução das diferentes linhagens. Atualmente, a quitridiomicose afeta aproximadamente 700 espécies de anfíbios, mas esse número tende a subir, já que somente 1.300 espécies das 7.800 descritas foram testadas até o momento. O artigo termina com um alerta para a intensificação da biossegurança envolvida no comércio de anfíbios e um apelo para futuros estudos e estratégias que visem a diminuição da disseminação da quitridiomicose e a sobrevivência do grupo anfíbio.

Referências:

1 – O’Hanlon SJ, et al. (2018). Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines. Science, 360 (6389): 621 – 627.

2 – Blaustein AR & Wake DB (1990). Declining amphibian populations: A global phenomenon? Trends in Ecology and Evolution, 5: 203 – 204.

3 – Carpenter AI, et al. (2014). A review of the international trade in amphibians: the types, levels and dynamics of trade in CITES-listed species.  Fauna & Flora International, Oryx, 48(4): 565–574.

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Uma ameaça sentida na pele

Atualmente são conhecidas mais de 7 mil espécies de anfíbios, das quais cerca de 30% encontram-se ameaçadas. Apesar de serem animais muito sensíveis a mudanças no ambiente, biólogos de diferentes países começaram a perceber, em meados de 1970, que populações de anfíbios estavam diminuindo, ou até desaparecendo completamente, sem explicação clara. Após anos de estudos, e com evidências do declínio se acumulando em diferentes partes do mundo, descobriu-se em 1998 a possível causa: uma doença causada por uma espécie de fungo até então desconhecida, o Batrachochytrium dendrobatidis.

Calma! Depois que você tentou repetir este nome complicado, podemos apelidá-lo simplesmente de Bd.

Mas não é só o nome deste patógeno que é complicado. Entender as causas de sua rápida distribuição em diferentes biomas, bem como seus efeitos e possíveis alternativas para controlar a mortalidade de anfíbios causada por ele, são tarefas que vêm tirando o sono de pesquisadores no mundo todo. O impacto deste fungo é tão grande que a quitridiomicose (nome dado à doença causada pelo Bd) foi descrita como a pior doença infecciosa já registrada em vertebrados, em termos de número de espécies impactadas e probabilidade de levá-las a extinção.

Mas afinal o que o Bd causa aos anfíbios? O Bd se desenvolve na pele de anfíbios adultos – e talvez você se lembre que este é o órgão responsável em grande parte pela respiração e absorção de água nesses animais. Então, dá pra imaginar a gravidade da doença! O desenvolvimento do fungo na pele causa sérios danos que podem levar o animal à morte ou ainda comprometer muito seu crescimento, locomoção e reprodução.

No Brasil, país com a maior diversidade de espécies de anfíbios do planeta, há relatos do Bd em toda a Mata Atlântica, chegando ao Cerrado e à Amazônia. Só na Mata Atlântica, bioma que apresenta a maior diversidade de anfíbios do país, já foram registradas 128 espécies infectadas! Este ambiente já é bastante ameaçado devido à avançada destruição de habitats e introdução de espécies invasoras, e recentemente foi palco de uma descoberta preocupante quanto ao avanço da quitridiomicose. Foi identificada uma linhagem híbrida do Bd, resultante do cruzamento da linhagem pandêmica (presente no mundo todo), e outra linhagem do fungo puramente brasileira. A preocupação que nasce com essa descoberta é a possibilidade do surgimento de uma linhagem ainda mais virulenta e agressiva, uma vez que a união de material genético de duas linhagens patogênicas pode resultar em maior eficiência na infecção de anfíbios. Ainda, a reprodução sexuada em Bd era fato desconhecido até então, o que exemplifica o quanto ainda temos a aprender sobre a biologia básica dessa nova doença!

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Sapos da família Dendrobatidae, muito ameaçada pela Quitridiomicose. Imagem: National Geographic

E o que temos a ver com tudo isso? – Ou, o que é possível fazer?

É preciso lembrar que as interações envolvidas nesse caso raro de epidemia são inúmeras e complexas, e por isso todo trabalho de intervenção deve ser cauteloso e baseado em muito estudo. Compreender aspectos básicos de ecologia e fisiologia, tanto dos  anfíbios quanto do fungo causador da doença, é essencial para o desenvolvimento de medidas para conter o avanço da quitridiomicose e da perda de biodiversidade que vem ocorrendo.

A partir desses estudos torna-se possível identificar áreas críticas para monitoramento e conservação, e o desenvolvimento de opções de tratamento para as espécies com maior taxa de mortalidade. Para isso, cientistas do mundo todo buscam, por exemplo, compreender o que permite que algumas espécies sejam resistentes à infecção, enquanto outras são susceptíveis, estudando seu sistema imunológico e microbiota da pele. Assim, organizações voltadas à conservação de espécies podem aplicar estratégias seguras e eficazes de mitigação e controle dessa ameaça sem precedentes para a biodiversidade de anfíbios e, consequentemente, para o equilíbrio do ambiente.

Algo que está ao alcance de todos para evitar a dispersão do Bd e de outras doenças silvestres é o cuidado ao manusear e transportar animais. Um exemplo sério, que pode parecer bobo, são pessoas (muitas vezes crianças) que tentam criar girinos e depois os soltam em outro ambiente (até mesmo pela descarga!): essa pode ser uma forma de provocar a introdução da doença a lugares onde ela não existia anteriormente. Além disso, é importante tomar cuidado ao entrar em áreas onde há ocorrência de anfíbios, especialmente áreas protegidas, pois podemos agir como dispersores de patógenos através das mãos, roupas e calçados, por exemplo. Esses cuidados são importantes não só com relação ao Bd, mas tantas outras doenças de animais silvestres, que na maioria das vezes não causam sintomas em humanos e cuja forma de dispersão é invisível a nossos olhos.

Fontes:

Voyles, J.; Rosenblum, E.B.; Berger, L. (2011). Interactions between Batrachochytrium dendrobatidis and its amphibian hosts: a review of pathogenesis and immunity. Microbes and Infection. doi:10.1016/j.micinf.2010.09.015

Valencia-Aguilar, A. et al. (2015). Chytrid fungus acts as a generalist pathogen infecting species-rich amphibian families in Brazilian rainforests. Diseases of Aquatic Organisms. doi: 10.3354/dao02845

Rosenblum, E.B. et al. (2013) Complex history of the amphibian-killing chytrid fungus revealed with genome resequencing data. PNAS. doi: 10.1073/pnas.1300130110