Pesquisadores do Trinity College Dublin relatam que descobriram uma “Curva Universal de Propriedade Térmica” (UTPC) que parece se aplicar a toda a árvore da vida. A equipe diz que esse padrão controla como os organismos respondem às mudanças de temperatura. As descobertas sugerem que esta regra efetivamente “restringe a evolução”, porque nenhuma espécie estudada até agora foi capaz de escapar das restrições de como a temperatura afeta o desempenho biológico.
A temperatura afeta todos os organismos vivos. O recém-descrito UTPC reúne dezenas de milhares de curvas de desempenho anteriormente individuais que os cientistas usam para entender como diferentes espécies funcionam em diferentes temperaturas. Os pesquisadores descobriram que todas as curvas seguiam o mesmo padrão básico. Isto aplica-se não apenas às espécies, mas a muitos tipos diferentes de actividade biológica. Este padrão é válido quer os cientistas estejam a testar a rapidez com que um lagarto consegue correr numa passadeira, a medir a forma como um tubarão nada no oceano ou a monitorizar a rapidez com que as células bacterianas se dividem.
Padrões comuns de resposta da vida ao calor
O UTPC revela uma relação consistente entre temperatura e desempenho dos organismos. À medida que a temperatura aumenta, o desempenho biológico normalmente aumenta gradualmente até que um ponto ideal (desempenho máximo) seja alcançado.
No entanto, quando a temperatura excede este valor ideal, o desempenho degrada-se rapidamente. A queda acentuada nas temperaturas mais elevadas significa que o sobreaquecimento pode rapidamente tornar-se perigoso, podendo levar ao colapso fisiológico ou mesmo à morte.
A pesquisa está publicada na revista Anais da Academia Nacional de Ciênciasmostrando que as espécies podem enfrentar restrições mais severas na adaptação às alterações climáticas do que se pensava anteriormente. À medida que as temperaturas aumentam em grande parte do planeta, estas limitações podem afectar a capacidade dos organismos de lidar com o aquecimento futuro.
A árvore da vida compartilha uma curva
Andrew Jackson, professor de zoologia na Trinity School of Natural Sciences e coautor do estudo, explicou que o estudo encontrou semelhanças impressionantes entre muitas formas de vida.
“Em milhares de espécies e quase todos os grupos de vida, incluindo bactérias, plantas, répteis, peixes e insectos, a forma das curvas que descrevem como o desempenho muda com a temperatura é muito semelhante. No entanto, as temperaturas óptimas de diferentes espécies são muito diferentes, variando entre 5°C e 100°C, e o seu desempenho pode variar muito dependendo da medida de desempenho observada e das espécies em questão.”
Os cientistas já desenvolveram muitos modelos para explicar as várias respostas de temperatura que ocorrem na natureza. No entanto, novas pesquisas mostram que essas diferenças são variações da mesma curva básica.
“Isso levou à proposta de inúmeros modelos para explicar essas diferenças. O que mostramos aqui é que todas as curvas diferentes são, na verdade, a mesma curva exata, apenas esticadas e deslocadas em temperaturas diferentes. Além disso, mostramos que a temperatura ideal na qual a morte ocorre e a temperatura máxima crítica estão inextricavelmente ligadas.”
Jackson também destacou que, uma vez que a temperatura excede a temperatura ideal, a faixa em que os organismos podem sobreviver torna-se mais estreita.
“Seja qual for a espécie, ela deve ter uma faixa de temperatura menor dentro da qual a vida possa sobreviver quando a temperatura ultrapassar a temperatura ideal.”
Estudo analisou milhares de curvas de desempenho térmico
O autor sênior, Nicholas Payne, da Escola de Ciências Naturais da Trinity, disse que as conclusões foram baseadas em um extenso conjunto de dados.
“Esses resultados resultam de uma análise aprofundada de mais de 2.500 curvas de desempenho térmico diferentes, incluindo uma ampla gama de diferentes medições de desempenho para um número igualmente grande de espécies diferentes, de bactérias a plantas, de lagartos a insetos.”
Os resultados mostram que este padrão comum aparece em quase todos os principais ramos da vida que evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos.
“Isto significa que, à medida que a árvore da vida cresceu ao longo de milhares de milhões de anos de evolução, este padrão tem estado presente em espécies de todos os principais táxons. Apesar desta rica diversidade de vida, o nosso estudo mostra que essencialmente todas as formas de vida ainda estão significativamente limitadas por esta ‘regra’ de como a temperatura afecta as suas capacidades funcionais. A melhor forma para a evolução é mudar esta curva – a vida ainda não encontrou uma forma térmica muito específica de se desviar desta propriedade térmica muito específica.” “Esta é uma propriedade térmica muito específica.
Procure exceções à regra
Os pesquisadores agora planejam usar o UTPC como ponto de referência para estudar se algum organismo pode estar ligeiramente fora desse padrão.
“O próximo passo é usar este modelo como base para ver se conseguimos encontrar alguma espécie ou sistema que possa escapar perfeitamente a este padrão. Se encontrarmos algum, ficaremos entusiasmados em perguntar porquê e como fazem isto – especialmente dadas as projeções de como é provável que o nosso clima continue a aquecer nas próximas décadas.”
