Pesquisadores do Trinity College Dublin relatam que descobriram o que parece ser uma “curva universal de desempenho térmico” (UTPC) que se aplica a toda a árvore da vida. Segundo a equipe, esse padrão rege a forma como os organismos respondem às mudanças de temperatura. As descobertas mostram que esta regra na verdade “restringe a evolução” porque nenhuma espécie estudada até agora conseguiu escapar aos limites que impõe à forma como a temperatura afecta o desempenho biológico.
A temperatura afeta todos os organismos vivos. O recém-descrito UTPC combina dezenas de milhares de curvas de desempenho anteriormente separadas que os cientistas usaram para entender como diferentes espécies funcionam em diferentes temperaturas. Os pesquisadores descobriram que todas essas curvas seguem o mesmo padrão básico. Isto aplica-se não apenas às espécies, mas também a muitos tipos diferentes de atividade biológica. O padrão mantém-se quer os cientistas estejam a testar a rapidez com que os lagartos correm numa passadeira, a medir a rapidez com que os tubarões nadam no oceano ou a monitorizar a rapidez com que as células bacterianas se dividem.
Um modelo geral de como a vida responde ao calor
O UTPC revela uma relação consistente entre temperatura e desempenho em organismos vivos. À medida que a temperatura aumenta, o desempenho biológico geralmente melhora gradualmente até que um ponto ideal (onde a eficiência é maior) seja alcançado.
No entanto, quando a temperatura excede este valor ideal, o desempenho diminui rapidamente. Esta queda acentuada a temperaturas mais elevadas significa que o sobreaquecimento pode rapidamente tornar-se perigoso, podendo causar colapso fisiológico ou mesmo morte.
Um estudo publicado na revista PNASsugere que as espécies podem enfrentar restrições mais severas do que se pensava anteriormente no que diz respeito à adaptação às alterações climáticas. À medida que as temperaturas aumentam em grande parte do planeta, estas limitações podem afectar a forma como os organismos lidam com o aquecimento futuro.
Uma curva na Árvore da Vida
Andrew Jackson, professor de zoologia na Escola de Ciências Naturais da Trinity e coautor do estudo, explicou que a pesquisa revelou semelhanças impressionantes em muitas formas de vida.
“Para milhares de espécies e quase todos os grupos de vida, incluindo bactérias, plantas, répteis, peixes e insectos, a forma da curva que descreve como a produtividade varia com a temperatura é muito semelhante. No entanto, diferentes espécies têm temperaturas óptimas muito diferentes, de 5°C a 100°C, e o seu desempenho pode variar amplamente dependendo da medida de desempenho observada e da espécie em questão.’
Os cientistas já desenvolveram muitos modelos para explicar a ampla gama de respostas de temperatura observadas na natureza. No entanto, novas pesquisas mostram que essas diferenças são variações da mesma curva subjacente.
“Isso levou a inúmeras variações de modelos propostos para explicar essas diferenças. Aqui mostramos que todas as diferentes curvas são na verdade as mesmas, apenas esticadas e deslocadas em temperaturas diferentes. Além disso, mostramos que a temperatura ideal e a temperatura máxima crítica na qual a morte ocorre estão inextricavelmente ligadas.”
Jackson também observou que à medida que as temperaturas sobem acima do ideal, a faixa em que os organismos podem sobreviver torna-se mais estreita.
“Seja qual for a espécie, ela só precisa ter uma faixa de temperatura mais baixa onde a vida possa ser viável se a temperatura ultrapassar o ideal”.
O estudo analisou milhares de curvas de desempenho térmico
O autor sênior, Nicholas Payne, da Trinity School of Life Sciences, disse que as descobertas foram baseadas em uma ampla gama de dados.
“Esses resultados foram obtidos a partir de uma análise aprofundada de mais de 2.500 curvas de desempenho térmico diferentes, consistindo em uma enorme variedade de medidas de desempenho diferentes para uma variedade igualmente enorme de espécies diferentes – de bactérias a plantas e de lagartos a insetos.”
Os resultados mostram que este padrão geral está presente em quase todas as principais áreas da vida que evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos.
“Isso significa que o padrão se aplica a espécies em todos os grupos principais que divergiram amplamente à medida que a árvore da vida cresceu ao longo de bilhões de anos de evolução. Apesar dessa rica diversidade de vida, nossa pesquisa mostra que basicamente todas as formas de vida permanecem extremamente limitadas por esta “regra” de como a temperatura afeta sua capacidade de funcionamento. O melhor que a evolução fez foi mudar essa curva – a vida não encontrou uma maneira de se desviar dela. Uma forma muito específica de características térmicas.”
Encontrando exceções à regra
Os investigadores planeiam agora usar o UTPC como ponto de referência para investigar se alguns organismos podem desviar-se ligeiramente deste padrão.
“O próximo passo é usar este modelo como referência para ver se há alguma espécie ou sistema que possamos detectar que possa desviar-se subtilmente deste padrão. Se encontrarmos algum, ficaremos entusiasmados em perguntar porquê e como o fazem – especialmente tendo em conta a forma como se prevê que o nosso clima irá aquecer nas próximas décadas.”
