Uma equipe colaborativa de cientistas liderada pela Universidade de Massachusetts Amherst descobriu recentemente que não há evidências fisiológicas que apoiem uma teoria importante - que envolve a área de superfície das guelras dos peixes - sobre o motivo pelo qual muitas espécies de peixes estão "encolhendo" à medida que as águas ficam mais quentes devido a das Alterações Climáticas. Conhecida como teoria da limitação de oxigênio nas guelras (GOL), ela foi proposta como o mecanismo universal que explica o tamanho dos peixes e tem sido usada em algumas previsões dos futuros rendimentos pesqueiros globais.

No entanto, os investigadores, representando a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, o Serviço Geológico dos EUA, a Universidade da Califórnia Davis, bem como a UMass Amherst, conduziram uma série de experiências de longo prazo com trutas e descobriram que, embora o aumento das temperaturas conduza a uma diminuição significativa tamanho corporal e área de superfície branquial não explicaram a mudança. Os resultados do estudo foram publicados recentemente no Journal of Experimental Biology.

“Sabemos que as alterações climáticas globais estão a acontecer e os nossos oceanos e rios estão a ficar mais quentes”, diz Joshua Lonthair, professor de biologia na UMass Amherst e autor principal do artigo. "E sabemos que muitos animais - não apenas peixes - estão crescendo até atingir tamanhos corporais adultos menores sob temperaturas mais altas. Temos até um nome para isso, Regra do Tamanho da Temperatura. Mas, apesar de décadas de pesquisa, ainda não entendemos por que o tamanho diminui à medida que a temperatura aumenta."

Tanto nas espécies de peixes marinhos como de água doce , o aumento da temperatura da água tem um efeito crítico no metabolismo, na reprodução e noutras funções vitais, mas um fator crítico em que se baseia a maioria dos modelos subjacentes à gestão das pescas é o tamanho dos peixes. A pesca comercial é frequentemente regulada pela tonelagem e, quando o peixe diminui, são necessários mais peixes para preencher uma tonelada. O peso mais baixo também está ligado à redução da reprodução. No geral, isto significa que os gestores precisam de ajustar os seus modelos ao nosso mundo em mudança.

Mas como?

Uma teoria importante, a GOL, sustenta que o crescimento dos peixes é limitado pela quantidade de oxigênio que as guelras conseguem extrair da água. À medida que a água aquece, os processos bioquímicos dos peixes aceleram e requerem mais oxigênio. O GOL afirma que as guelras têm uma área de superfície limitada que restringe a quantidade de oxigénio que podem fornecer e, portanto, os peixes não podem crescer tanto em condições de água quente. Portanto, os peixes estão “encolhendo” para se adaptarem ao oxigênio limitado que suas guelras podem fornecer.

A teoria GOL está subjacente a projeções de modelos amplamente citados de reduções drásticas nos rendimentos pesqueiros globais futuros, incluindo algumas utilizadas pela União Internacional para a Conservação da Natureza – mas nunca foi testada diretamente.

“Percebemos que estudos anteriores sobre o GOL dependem de dados reaproveitados de outros projetos de pesquisa não relacionados que não foram projetados especificamente para testar a teoria”, diz Lisa Komoroske, professora assistente de conservação ambiental na UMass Amherst e autora sênior do artigo. “Projetamos uma série de experimentos de longo prazo que, coletivamente, são o primeiro esforço para testar empiricamente o GOL”.

Especificamente, Lonthair, Komoroske e seus colegas queriam ver como os três ingredientes principais do GOL – crescimento, demanda energética e área de superfície das guelras dos peixes – mudavam à medida que a temperatura da água aumentava. Para isso, recorreram à truta, que é um cobaia ideal: os cientistas já sabem muito sobre a espécie, têm um crescimento rápido, são económica e ecologicamente importantes para o Nordeste dos EUA e são comparativamente fáceis de trabalhar.

Depois de terem seus cobaias – pequenos alevins que inicialmente pesavam entre um e dois gramas cada – eles foram colocados em tanques, alguns dos quais continham água normal, a 15º Celsius, e alguns dos quais continham água aquecida a 20º Celsius. Os peixes foram pesados e medidos no início do experimento e, posteriormente, mensalmente. O consumo de oxigênio também foi medido em duas semanas, três meses e seis meses, o que é uma forma de verificar a taxa metabólica. Finalmente, os pesquisadores coletaram amostras de guelras do mesmo peixe para medir mudanças na área de superfície das guelras.

Assim que começaram a analisar os dados, algumas coisas ficaram claras: as trutas nos tanques mais quentes eram menores, como esperado, e estavam de acordo com a regra de tamanho de temperatura. Porém, a superfície branquial foi mais que suficiente para atender às demandas energéticas dos peixes, o que significa que seu crescimento não foi limitado pela superfície branquial, como prevê o GOL.

Além disso, a equipa descobriu que, embora as taxas metabólicas dos peixes de aquário quente tenham aumentado na marca dos três meses, aos seis meses a sua taxa de oxigênio voltou ao normal, sugerindo que os peixes poderiam ajustar a sua fisiologia ao longo do tempo para compensar o aumento da temperatura da água.

“O uso de oxigênio ainda pode ser um fator limitante importante no tamanho dos peixes”, diz Lonthair, “mas, em conjunto, nossas descobertas mostram que a GOL não pode prever o que estamos vendo, e isso tem implicações na previsão dos impactos climáticos nas pescas e nos ecossistemas futuros."

“Nosso trabalho destaca a importância da interdisciplinaridade”, acrescenta Komoroske. "Os cientistas da pesca e da macroecologia tendem a trabalhar ao nível da população e da espécie, enquanto os fisiologistas tendem a trabalhar aos níveis individual e celular. Mas estas são distinções académicas, não naturais, e se quisermos ajudar os peixes a sobreviver às águas mais quentes, precisamos trabalhar em escalas biológicas e juntar os insights de todos esses campos."

Então, qual é o mecanismo que rege o tamanho e a temperatura dos peixes?

“Ainda não sabemos”, diz Lonthair. "E pode não ser um mecanismo único - pode ser uma série de factores, incluindo a utilização de oxigênio. Precisamos de mais estudos interdisciplinares a longo prazo para que possamos compreender a melhor forma de nos ajustarmos ao nosso mundo em aquecimento."