• Alef G. C.

O que o aquecimento global tem a ver com o futuro da reprodução dos animais?

Não é novidade que já vivemos em meio as consequências do aumento das temperaturas do planeta. Frequentemente novos recordes de temperatura ou climas extremos são observados. Além disso, estamos assistindo ao desaparecimento das geleiras nos polos, aumento do nível do mar e da frequência de incêndios naturais em nossas florestas. Várias espécies estão em processo de extinção, pois seu habitat é diretamente afetado por tais mudanças climáticas. Infelizmente, os efeitos do aquecimento global não param por aí, pois mesmo as espécies de plantas e animais que parecem, à primeira vista, mais impérvias ao aquecimento global já começam a apresentar alterações de sua biologia, incluindo de sua capacidade reprodutiva.





Texto de Flavia Barros

Médica Veterinária, Mestre e Doutora em Reprodução Animal pela FMVZ-USP, ensina Biotecnologia Animal, Engenharia Genética e Imunologia no curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da UTFPR em Dois Vizinhos, PR. Apaixonada por embriões mamíferos, atualmente realiza pesquisa sobre os efeitos ambientais (in vitro e in vivo) no desenvolvimento embrionário em bovinos



Um dos mecanismos por trás de tal adaptação biológica a um ambiente com temperaturas mais altas é a epigenética. Muito ouvimos falar sobre a genética, desde a escola quando estudamos os experimentos de cruzamento de ervilhas de Mendel, mas o termo epigenética é relativamente mais recente e estamos apenas começando a entender melhor sua importância. Epigenética nada mais é do que uma forma de controle molecular dos genes que devem ser ativados ou não. Através de “marcações” químicas sobre o nosso genoma, células distintas podem expressar diferentemente a mesma sequência de DNA. Afinal, todas as células de um indivíduo devem carregar exatamente a mesma sequência de DNA, contendo os mesmos genes. Contudo, para que os diferentes órgãos ou tecidos possam executar suas funções específicas, temos ao longo do desenvolvimento embrionário e crescimento após o nascimento um processo conhecido por diferenciação celular. Ou seja, células passam a ativar ou desativar determinados genes de acordo com a necessidade do órgão ao qual fazem parte. Como resultado, as células assumem morfologia e capacidade de sintetizar proteínas diferentes umas das outras. Além disso, mecanismos epigenéticos são muito úteis para adaptação de células, órgãos e tecidos às mudanças no ambiente, pois oferecem uma forma de mudar a expressão gênica sem a necessidade de alteração na sequência dos genes. Dessa forma, células também sofrem modificações epigenéticas para sobreviver ou se adaptar a determinadas condições, como o estresse térmico.


Quando animais são expostos a elevada temperatura ambiente, observamos respostas fisiológicas como aumento da sudorese, da frequência respiratória, do consumo de água e redução do apetite. Quando tais mecanismos compensatórios falham, podemos dizer que o animal encontra-se em uma situação de estresse térmico que é principalmente evidenciada por um quadro de hipertermia. As principais consequências do estresse térmico ficam bastante claras quando pegamos animais de produção como exemplo. A raça de vaca que geneticamente apresenta um dos maiores potenciais de produção de leite é a Holandesa, pois foi selecionada ao longo de várias gerações para melhor expressão desta característica. Contudo, como o próprio nome da raça diz, ela foi desenvolvida em uma região onde as temperaturas permanecem abaixo de 20 ºC pela maior parte do ano. Dessa forma, podemos dizer que ao passo que a raça Holandesa foi selecionada para maior produção de leite, ela conjuntamente foi selecionada para uma melhor adaptação às condições climáticas do seu local de origem. Por este motivo, em um país tropical como o Brasil, onde as temperaturas médias anuais ficam acima de 20 ºC, animais puros dessa raça apresentam estresse térmico por longos períodos no ano. Como resultado, esses animais dificilmente atingem seu potencial genético de produção de leite e nos meses mais quentes do ano apresentam reduzidas taxas de sucesso reprodutivo.


Sabemos que a qualidade dos gametas é crítica para a fecundação e, consequentemente, a gestação. Enquanto os machos produzem novos espermatozoides durante toda a vida reprodutiva, as fêmeas nascem com todos os oócitos (gametas femininos) que poderão ser ovulados de forma cíclica após a puberdade. Ou seja, a cada novo ciclo, será ovulado um gameta que foi exposto aos mesmos desafi os e estresses ambientais que a fêmea durante toda a sua vida. Se alterações epigenéticas decorrentes da sobrevivência ao estresse térmico ocorrerem nesse tipo celular, estas modificações podem reduzir a chance de fecundação ou mesmo ser incompatíveis com o correto desenvolvimento embrionário. Além disso, embriões recém-fecundados também são particularmente suscetíveis a falhas em seu epigenoma. Trata-se de um problema que não é apenas relevante para aquele novo indivíduo em formação, mas pode ser mantido nas próximas gerações. Isto acontece pois as marcações epigenéticas são mantidas conforme as células dividem-se para formar novas células. Ou seja, se um erro for incorporado durante a formação do gameta ou o desenvolvimento inicial do embrião, este pode ser permanentemente incorporado no epigenoma naquela família e seus efeitos observados nos seus descendentes por várias gerações. Por isso, se estamos observando crescente aumento da temperatura global, é possível que alterações epigenéticas decorrentes de erros durante a formação dos gametas ou durante desenvolvimento embrionário inicial ou mesmo decorrentes de adaptação ao ambiente estejam gradativamente sendo acumuladas em nosso epigenoma. É justamente esta a hipótese de um dos trabalhos que tenho o privilégio de colaborar com a Professora Doutora Fabíola de Freitas Paula-Lopes da Universidade Federal de São Paulo. Com a realização de um estudo com vacas leiteiras da raça Holandesa, o projeto “Immediate and transgenerational epigenetic effects of heat stress on female gametes” (FAPESP 2017/20125-3) visa identificar no bovino as alterações epigenéticas que estamos identificando em estudo transgeracional em camundongos. Se confirmada esta hipótese e nada for feito em relação ao aquecimento global, podemos esperar um aumento gradativo da dificuldade de reprodução das espécies animais no futuro.



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