Polypedilum vanderplanki, uma larva capaz de viver sem água?

Por: Vitor Barbosa Sério

A água é uma substância fundamental para a vida devido às suas características físico-químicas. Graças à polaridade de suas moléculas, ela é capaz de dar estabilidade para diversas substâncias orgânicas, estabelecendo pontes de hidrogênio com as mesmas. Além disso, por ser um fluido, é também um meio que permite mobilidade para essas moléculas, sem a qual, não haveria metabolismo. Portanto, a água é essencial para a vida como a conhecemos, mas alguns seres vivos são capazes de viver sem água por longos períodos. Esses seres são capazes de entrar num estado que chamamos de anidrobiose.

Anidrobiose é um tipo de criptobiose, estado reversível em que o metabolismo é interrompido devido a influências externas, causada por desidratação e revertida com a reidratação. Diversos organismos são capazes de entrar nesse estado para sobreviver a épocas de privação de água, como nematoides, sementes de plantas, tardígrados e, o que será mais detalhado nesse texto, Polypedilum vanderplanki. 

Imagem ilustrando o ciclo de vida de P. vanderplanki, com o clico normal em azul e o ciclo anidrobiótico em laranja. Imagem adaptada de Trehalose and Abiotic Stress in Biological Systems. Imagem adaptada com original disponível em: <http://www.intechopen.com/books/abiotic-stress-in-plants-mechanisms-and-adaptations/trehalose-and-abiotic-stress-in-biological-systems>.

P. vanderplanki é uma espécie de quironomídeo, que são insetos da ordem Díptera e parentes próximos dos pernilongos. Suas larvas são o maior animal anidrobiótico conhecido e, apesar de crescerem em ambientes aquáticos (da mesma forma que as larvas de pernilongos), são capazes de suportar até 17 anos sem água! O funcionamento exato da anidrobiose ainda não é claro para a ciência e, provavelmente, ele varia bastante entre cada espécie. Pesquisas recentes com P. vanderplanki, indicam que, no caso desses insetos, um fator essencial é a produção de trealose durante esse estado.

Ilustração de duas moléculas de glicose e uma de trealose. Imagem adaptada com original disponível em: <http://bluetb.drpi.ch/pathway/myc/reactions.html>

A trealose é um dissacarídeo formado por duas moléculas de glicose, formando uma molécula bastante estável e com alta capacidade de formar pontes de hidrogênio, assim como a água. Essa característica permite que a trealose substitua a água para manter as moléculas estáveis dentro das células. Além disso, a trealose é também capaz de formar uma estrutura mais rígida dentro da célula (um tipo de vidro biológico) e a rigidez dessa estrutura protege ainda mais a célula contra danos decorrentes da falta de água.

A imagem ilustra a perda na estabilidade da estrutura de uma proteína ao perder água e a trealose substituindo a água nessa estrutura. Imagem adaptada do artigo Anhydrobiosis: Drying Out with Sugar, publicado pela revista Cell em dezembro de 2014, e autoria de Kevin A. Morano.

  

Portanto, a trealose substitui a água, protegendo as estruturas das células, mas sem dar mobilidade para as mesmas como a água daria. Logo, o animal não morre, mas o metabolismo fica interrompido. Contudo, ao longo do tempo alguns danos vão, inevitavelmente, ocorrendo e, se a larva não for reidratada, ela acaba eventualmente morrendo. Além do tempo, as larvas ainda podem morrer por predação, parasitismo ou até se expostas a temperaturas acima de 65°C, que danificaria a estrutura do vidro.

Logo, essas larvas não podem viver sem água de maneira literal, mas chegam perto disso e mostram que, talvez, a vida sem água seja possível.

Referências:

SAKURAI, M. et al. Vitrification is essential for anhydrobiosis in an African chironomid, Polypedilum vanderplanki. PNAS, v. 105, n. 13, p. 5093-5098, abr. 2008.

MORANO, K. Anhydrobiosis: Drying Out with Sugar. Cell, v. 24, n. 23, p. R1121-R1123, dez. 2014.