Cientistas descobrem uma curva de temperatura universal que governa toda a vida

A temperatura afeta todos os organismos vivos. O recém-descrito UTPC reúne dezenas de milhares de curvas de desempenho anteriormente separadas que os cientistas usaram para entender como diferentes espécies funcionam em várias temperaturas. Os pesquisadores descobriram que todas essas curvas seguem o mesmo padrão subjacente. Isto aplica-se não apenas a todas as 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 forma como os tubarões nadam no oceano ou a monitorizar a rapidez com que as células bacterianas se dividem.

Um padrão comum na forma como a vida responde ao calor

O UTPC revela uma relação consistente entre temperatura e desempenho em organismos vivos. À medida que as temperaturas aumentam, o desempenho biológico geralmente melhora gradualmente até atingir um ponto ideal (onde o desempenho é maior).

Contudo, quando as temperaturas ultrapassam esse nível 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.

O estudo, publicado na revista PNASsugere que as espécies podem enfrentar limites mais fortes do que se pensava anteriormente no que diz respeito à adaptação às alterações climáticas. Com o aumento das temperaturas em grande parte do planeta, estas restrições podem afectar a forma como os organismos conseguem lidar com o aquecimento futuro.

Uma curva compartilhada pela árvore da vida

Andrew Jackson, professor de Zoologia na Escola de Ciências Naturais de Trinity e co-autor do estudo, explicou que a pesquisa descobriu semelhanças impressionantes entre muitas formas de vida.

“Em milhares de espécies e em quase todos os grupos de vida, incluindo bactérias, plantas, répteis, peixes e insectos, a forma da curva que descreve como o desempenho muda com a temperatura é muito semelhante. No entanto, diferentes espécies têm temperaturas óptimas muito diferentes, variando entre 5°C e 100°C, e o seu desempenho pode variar muito dependendo da medida de desempenho que está a ser observada e da espécie em questão.”

Os cientistas já desenvolveram muitos modelos para explicar a ampla gama de respostas de temperatura observadas na natureza. Contudo, a nova pesquisa indica que essas diferenças são variações da mesma curva básica.

“Isso levou a inúmeras variações nos modelos propostos para explicar essas diferenças. O que mostramos aqui é que todas as diferentes curvas são, na verdade, a mesma curva exata, apenas esticadas e deslocadas em diferentes temperaturas. E além do mais, mostramos que a temperatura ideal e a temperatura máxima crítica na qual a morte ocorre estão inextricavelmente ligadas.”

Jackson também observou que quando as temperaturas sobem acima do ideal, a faixa em que os organismos podem sobreviver torna-se mais estreita.

“Seja qual for a espécie, ela simplesmente deve ter uma faixa de temperatura menor na qual a vida seja viável, uma vez que as temperaturas passem acima do ideal.”

Estudo analisou milhares de curvas de desempenho térmico

O autor sênior, Dr. Nicholas Payne, da Escola de Ciências Naturais da Trinity, disse que as conclusões são baseadas em um extenso conjunto de dados.

“Esses resultados surgiram de uma análise aprofundada de mais de 2.500 curvas de desempenho térmico diferentes, que compreendem 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 indicam que este padrão partilhado aparece em quase todos os principais ramos da vida que evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos.

“Isto significa que o padrão se mantém para espécies em todos os grupos principais que divergiram enormemente à medida que a árvore da vida cresceu ao longo de milhares de milhões de anos de evolução. Apesar desta rica diversidade de vida, o nosso estudo mostra que basicamente todas as formas de vida permanecem notavelmente limitadas por esta ‘regra’ sobre como a temperatura influencia a sua capacidade de funcionar. A melhor evolução que conseguiu foi mover esta curva – a vida não encontrou uma forma de se desviar desta forma de desempenho térmico muito específica.”

Procurando exceções à regra

Os pesquisadores agora planejam usar o UTPC como ponto de referência para investigar se algum organismo pode romper ligeiramente com esse padrão.

“O próximo passo é usar este modelo como uma espécie de referência para ver se existem espécies ou sistemas que possamos encontrar que possam, subtilmente, romper com este padrão. Se encontrarmos algum, ficaremos entusiasmados em perguntar porquê e como o fazem – especialmente tendo em conta as previsões de como é provável que o nosso clima continue a aquecer nas próximas décadas.”