Um girino de rã madeira com tamanho normal de cauda.ANN ARBOR—Quando as pessoas ou os animais são colocados em situações de risco como em um combate ou em um ataque de um predador, hormônios do stress são lançados para ajudar o organismo se preparar para a defesa ou para escapar rapidamente do perigo — a chamada luta ou fuga resposta.

Pela primeira vez, os pesquisadores da Universidade de Michigan demonstraram que os hormônios do stress também são responsáveis por alterar o formato do corpo dos animais em desenvolvimento, neste caso o girino, para que eles sejam melhor equipados para sobreviver a ataques de predadores.

Através de uma série de experimentos conduzidos em ‘campo’ e em laboratórios, os pesquisadores da U-M demonstraram que os girinos que foram expostos por mais tempo ao hormônio do stress tiveram um aumento no tamanho de suas caudas, o que melhorou sua capacidade de evitar ataques letais de predadores.

“Esta é a primeira demonstração clara que o hormônio do stress produzido pelo animal pode, de fato, causar uma modificação morfológica, uma modificação no formato do corpo, que melhora sua chance de sobrevivência na presença de predadores letais. É uma resposta de sobrevivência,’ disse Robert Denver, professor de Biologia do Desenvolvimento Molecular e Celular e de Biologia Evolutiva.

Os resultados surpreendentes dessa equipe estão detalhados em um estudo agendado para publicação online dia 5 de março, no jornal Procedimentos da Sociedade Real B (Proceedings of the Royal Society B). Principal autora do estudo, Jessica Middlemis Maher, ex-estudante de medicina da U-M, agora integrante da Universidade Estadual de Michigan, foi quem conduziu o trabalho para sua dissertação.

Há muito tempo, os cientistas têm consciência que as modificações ambientais podem incitar os animais e as plantas a alterarem sua morfologia e fisiologia, como também a regulação do tempo dos eventos de desenvolvimento. Por exemplo, os girinos podem acelerar a metamorfose e passarem a ser rãs em resposta à seca de um lago, à uma alta densidade de predadores ou à falta de comida.

O termo ‘plasticidade fenotípica’ é usado para descrever as modificações de animais e plantas em resposta à um ambiente que se modifica.

“Há mais de 70 anos, biólogos que trabalham com desenvolvimento e ecologistas evolutivos têm muito interesse na ‘plasticidade fenotípica’, mas relativamente, houve uma pequena concentração nos mecanismos pelos quais o sinal ambiental é traduzido em uma resposta funcional,” disse Denver.

“Sabíamos, por exemplo, que os girinos podem modificar o formato do seu corpo em resposta ao risco de pedração. Mas até agora, ninguém sabia dos mecanismos fisiológicos básicos que medeiam aquela resposta. Esse novo estudo é sobre isto.”

O estudo involveu girinos de rã madeira e o hormônio do stress corticosterona, que é semelhante ao hormônio de stress humano cortisol. Os girinos foram reunidos nos tanques da Reserva Edwin S. George, da U-M, que ficam em Pinckney, Mich., noroeste de Ann Arbor.

Alguns girinos foram criados nos tanques da reserva. As larvas de libélula, que são conhecidas como predadores dos girinos, foram colocadas em pequenas jaulas dentro dos tanques e alimentadas com girinos vivos. Quando atacados, os girinos lançam sinais químicos chamados feromônios que viajam pela água para alertar outros girinos da presença de predadores. Os pesquisadores descobriram que os girinos expostos repetidamente ao alarme feromônio por vários dias mostraram níveis elevados de corticosterona no corpo inteiro.

No laboratório, outros girinos foram expostos ao alarme feromônio, ao corticosterona ou a um produto químico que bloqueia a síntese do hormônio do stress. Por vários dias, os girinos tratados ou com feromônio ou com o hormônio do stress desenvolveram caudas mais profundas e troncos mais curtos do que os animais de controle, enquanto os girinos tratados com o ferimônio e com o hormônio inibidor tiveram as caudas mais rasas e os troncos mais longos do que os expostos apenas ao feromônio.

“Uma descoberta importante foi comprovar que você pode eliminar o efeito do alarme feromônio no formato do corpo do girino bloqueando a produção do hormônio do stress,” disse Denver. “Se você bloquear a produção de hormônio do animal e ele inibir a modificação no tamanho da cauda, então isto é um poderoso argumento que a produção de corticosterona é fisiologicamente importante para a modificação morfológica.”

Em um outro experimento, as caudas dos girinos foram colocadas em uma placa de Petri que contém corticosterona. Depois de vários dias, as caudas ficaram bem maiores, sugerindo que o hormônio atue diretamente na cauda para fazê-la crescer.

“A ação do hormônio do stress no crescimento da cauda foi inesperada porque em vertebrados adultos, inclusive em seres humanos, a exposição prolongada aos hormônios do stress, tipicamente inibe o crescimento dos tecidos,” disse Denver. “Nos seres humanos, o stress crônico causa a perda da massa muscular.”

Em outro grupo de experimentos, os girinos com caudas normais e os girinos com caudas maiores, produzidas pela exposição ao corticosterona ou ao feromônio, foram colocados em tanques que continham larvas de libélula soltas, que podiam atacar os girinos. Os girinos com caudas grandes tiveram uma taxa de sobrevivência maior que seus vizinhos com caudas menores.

O terceiro autor do estudo “Procedimentos da Sociedade Real B” é Earl Werner, diretor da Reserva Edwin S. George e professor do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da U-M.

Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com as diretrizes do Comitê de Uso e Cuidado dos Animais da Universidade do Michigan. O estudo foi financiado pelo Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da U-M e por várias bolsas da Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos.