O Relógio Biológico dos Corais

Escrito por Timothy Bateman, Traduzido por Ana Carolina Grillo, Revisado por Thomás Banha

Todos os anos, a Grande Barreira de Corais, entre vários outros recifes de coral tropicais, testemunha um evento de proporções épicas. A desova em massa de corais é um espetáculo digno de ser visto e nos convida a imaginar como é que todas as colônias, ao longo de centenas de quilômetros de recife, conseguem coordenar seus relógios biológicos para sincronizar a liberação de gametas na água, garantindo a fertilização e maximizando o sucesso reprodutivo. A resposta para este fenômeno é que os corais sincronizam seu ritmo circadiano a estímulos biológicos. Em outras palavras, os corais utilizam pistas ambientais naturais semelhantes para informá-los quando é o momento de liberar seus gametas femininos e masculinos para a reprodução. Por muitos anos, as pistas exatas que sinalizam este evento foram um mistério, mas vários estudos já descobriram como os corais conseguem saber o momento exato para sincronizar seus esforços reprodutivos.

Figura 1: Vista aérea de mancha de desova de corais durante desova em massa no Parque Nacional Marinho de Flower Garden Banks (Imagem de FGBNMS).

Os tipos de pistas ambientais que sincronizam a reprodução dos corais podem ser categorizados como fatores distais e proximais. Fatores distais são aqueles que afetam o sucesso reprodutivo dos corais de maneira inerente e incluem processos ambientais de larga escala, como velocidade do vento, fase da maré e ciclos diurnos (dia-noite). Fatores proximais são os que sincronizam e fornecem as pistas finais para que os corais realizem sua desova.

Um dos fatores distais mais notáveis que afetam a desova dos corais é a velocidade do vento. Enquanto a velocidade do vento pode não parecer de imediato um fator importante para os corais, ela na realidade afeta significantemente a desova. A velocidade do vento afeta as correntes oceânicas, que por sua vez permitem que os óvulos e espermatozoides dos corais formem “manchas” na superfície que aumentam o sucesso da fertilização. Se a velocidade do vento for muito alta, as correntes oceânicas transportarão os ovos para longe antes de serem fertilizados.

O desempenho dos gametas é diretamente influenciado pela temperatura da água, o que a torna um fator distal crucial no momento da desova. Diferente da velocidade do vento, a temperatura afeta todas as fases da reprodução dos corais, incluindo o desenvolvimento de óvulos e espermatozoides dentro dos corais parentais. Assim, tipicamente os corais iniciam a ovogênese, ou produção de óvulos, que é mais demorada, durante os períodos mais frios do ano; enquanto a espermatogênese, ou produção de espermatozoides, que é mais rápida, inicia próximo à desova, em períodos mais quentes. A maturação final das células sexuais, ou gametas, é sincronizada quando as temperaturas aumentam pouco antes da desova em massa, e a maioria dos corais desova quando as temperaturas se aproximam ao máximo anual.

A luz atua tanto como pista distal como proximal, pois a duração do dia atua como um sinal temporal, enquanto a energia fornecida pela luz do sol é uma fonte de energia crítica para os corais durante a desova. Um estudo realizado pelo Dr. Van Woesik e seus colegas mostrou que a insolação (quantidade de radiação solar) foi de fato um melhor preditor para a desova de corais do que a temperatura.

Figura 2: Modelos preditivos de desova de corais por insolação para 6 espécies do Atlântico (de Van Woesik et al. 2007).

Especificamente, a luz da lua é um fator proximal chave que pode sincronizar a desova de corais em minutos para determinadas espécies. O Dr. Levy e colaboradores mostraram em diversos estudos que os corais podem detectar a luz azul, incluindo a luz da lua, através de sensores de luz especializados conhecidos como criptocromos e opsinas. A luz da lua é relevante para a desova porque ela informa ao coral sobre o ciclo de marés que podem afetar as correntes oceânicas, que por sua vez determinam para onde os gametas liberados serão transportados na coluna d’água. Ao correlacionar a liberação dos gametas com os fatores oceanográficos como marés e correntes, os corais podem maximizar seu potencial para fertilização e aumentar seu sucesso reprodutivo.

De maneira semelhante, o pôr do sol é uma pista para desova de várias espécies de coral. Enquanto poucas espécies desovam durante o dia, a grande maioria desova de noite, geralmente logo após o pôr do sol. Ao desovarem após o pôr do sol, os corais não só recebem uma pista luminosa para sincronização entre espécies, mas a desova noturna também reduz as chances de que os gametas se tornem alimento para predadores visuais.

Figura 3: Pesquisadores coletam gametas de corais durante a desova com equipamentos de coleta especiais. Crédito da imagem: Kevin Deacon.

Embora os corais pareçam muito simples, seu ciclo reprodutivo é, na verdade, muito mais complexo do que se pensava anteriormente. A sincronização de sua desova ocorre por uma combinação de fatores que facilitam o momento e, assim, o sucesso reprodutivo da desova dos corais. E ainda há muito mais para ser descoberto sobre a reprodução de corais recifais no mundo todo!

Referências

Guest, J. R., Baird, A. H., Clifton, K. E. and Heyward, A. J. (2008). From molecules to moonbeams: Spawning synchrony in coral reef organisms. Invertebrate Reproduction & Development 51, 145-149.

Levy, O., Appelbaum, L., Leggat, W., Gothlif, Y., Hayward, D. C., Miller, D. J. and Hoegh-Guldberg, O. (2007). Light-responsive cryptochromes from a simple multicellular animal, the coral Acropora millepora. Science 318, 467-470.

Randall, C. J., Negri, A. P., Quigley, K. M., Foster, T., Ricardo, G. F., Webster, N. S., Bay, L. K., Harrison, P. L., Babcock, R. C. and Heyward, A. J. (2020). Sexual production of corals for reef restoration in the Anthropocene. Marine Ecology Progress Series 635, 203-232.

van Woesik, R., Lacharmoise, F. and Koksal, S. (2006). Annual cycles of solar insolation predict spawning times of Caribbean corals. Ecology Letters 9, 390-398.

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