Por Que Os Anfíbios Estão Desaparecendo?

05/07/2009 at 17:16 (Anfíbios, Conservação, Vertebrados)

Biólogos de muitos países reuniram-se na Inglaterra, em 1989, no Primeiro Congresso Mundial de Herpetologia. Em umaa semana de apresentações formais de estudos científicos e conversas casuais às refeições e nos corredores, os participantes descobriram que uma poporção alarmantemente grande deles conhecia populações de anfíbios que antes eram abundantes e agora eram raras ou até haviam desaparecido por completo. Acontecimentos que pareciam casos isolados passaram a ser vistos como partes de um padrão global. Como resultado dessa descoberta, David Wake, da Universidade da Califórnia em Berkeley, persuadiu a Academia Nacional de Ciências a convocr um encontro de biólogos preocupados com o desaparecimento dos anfíbios. Biólogos do mundo todo se reuniram no centro da Academia, na costa oeste dos Estados Unidos, em fevereiro de 1990. Todos relataram que populações de Amphibia de seus países estavam desaparecendo, muitas vezes sem qualquer razão aparente. Depois do encontro, um esforço internacional para identificar as causas do declínio dos anfíbios foi iniciado pela “Declining Amphibian Populations Task Force Of  The World Conservation Union (IUCN)” [Força-Tarefa Para Estudar O Declínio Das Populações De Anfíbios, da Comissão Para A Sobrevivência Das Espécies, da União Para A Conservação Mundial]. Outro encontro foi convocado em 1998, dessa vez em Washington, D.C., que reuniu autoridades das mais diversas disciplinas: herpetologia, biologia populacional, toxicologia, doenças infecciosas, mudanças climáticas e políticas científicas. A conferência concluiu que “Há esmagadoras evidências de que nos últimos 15 anos ocorreu um declínio substancial e incomum na abundância e no número das populações em regiões geográficas globalmente distribuídas” (Wake, 1998). Rápidos declínios ocorreram durante os anos de 1950 e 1960 e estão continuando, embora numa taxa de alguma forma mais lenta (Houlanhan et al., 2000).
O declínio global das populações de anfíbios é alarmante, especialmente porque, em muitos casos, não sabemos porque uma espécie desapareceu dos locais onde antes era abundante. Em alguns casos, acontecimentos locais parecem fornecer uma explicação. As alterações do habitat produzidas pelo desmatamento geralmente são destrutivas para os anfíbios, por exemplo, porque os anuros e as salamandras dependem de micro-habitats frios e úmidos no chão da floresta. Quando o dossel da floresta é removido, a luz solar atinge o solo, gerando condições demasiadamente quentes e secas para os anfíbios. Atrazine, um dos herbicidas mais vastamente utilizados na agricultura, é drenado dos campos para os corpos d’água onde anfíbios se reproduzem. A exposição dos girinos de Rana pipens a concentrações de 0,1 parte por milhão produziu feminização: 36 por cento dos machos mostraram retardo no desenvolvimento gonadal e 29 por cento formaram oócitos em seus testículos (Hayes et al., 2002). A mineração e a extração de petróleo também causam danos que se estendem por grandes áreas. As pedras reiradas das minas liberam substâncias químicas ácidas ou tóxicas; o canureto usado para extrair ouro do metal envenena a água de superfície; os poços de petróleo espalham hidrocarbonetos tóxicos; nitratos e nitritos escoam das terras cultivadas e alcançam níveis que causam deformidades e a morte das larvas de anfíbios – a lista é quase interminável.

Rana pipens

Algumas causas locais da mortalidade de anfíbios não são apenas evidentes: são decididamente ignóbeis. Terras federais do oeste dos Estados Unidos são arrendadas para pastagem e o gado bebe em lagoas que são os sítios reprodutivos dos anuros. O nível das lagoas cai no verão, deixam uma faixa de lama que é atravessada pelo gado em busca de água. As pegadas profundas dos cascos do gado convertem-se em armadilhas mortais para os anuros recém-metamorfoseados que caem nelas e não conseguem sair. Ainda pior, alguns anuros jovens têm o azar de estar passando atrás de uma vaca no momento errado: terminam presos e sufocados numa pilha de estrume fresco!
A meta global para o problema sugere que deveríamos procurar explicações globais (Collins & Storfer, 2003). Quatro fatores que têm provavelmente contribuído para alguns desses declínios são o aquecimento global, a chuva ácida, o aumento na radiação ultra-violeta e doenças.
Populações de anfíbios de altas altitudes, como o sapo-dourado da Costa Rica (Bufo periglenes) que pensa-se estar extinto, parece estar declinando mais rápido mesmo do que a maioria das espécies, e o aquecimento global pode ser uma das razões dessa padrão. Com o clima se tornando mais quente e mais seco nas montanhas da Costa Rica, espécies de aves das planícies moveram-se para cima e espécies de anfíbios declinaram ou desapareceram. Uma análise do efeito do aquecimento global nas florestas montanhosas do Queensland, Austrália, aponta que um acréscimo de somente 1ºC na média anual de temperatura diminuiria o habitat das espécies de altas altitudes em 65 por cento e um acréscimo de 3,5ºC, eliminaria completamente os habitats de aproximadamente metade das 65 espécies de vertebrados endêmicas às montanhas (Williams, 2003).

Bufo periglenes

A precipitação (de chuva, neve e neblina) sobre grandes áreas do mundo, especialmente no Hemisfério Norte, é pelo menos cem vezes mais ácida do que seria se a água estivesse em equilíbrio com o dióxido de carbono no ar. A acidez extra é produzida pelos ácidos nítrico e sulfúrico que se formam quando o vapo d’água se combina com os óxidos de nitrogênio e o enxofre liberados pela queima de combustíveis fósseis. A água das lagoas de reprodução de muitos anfíbios do Hemisfério Norte tornou-se mais ácida nos últimos 50 anos e essa acidez tem efeitos diretos e indiretos sobre os ovos e larvas dos anfíbios. Os embriões de muitas espécies de anuros e salamandras são mortos ou lesados em pH5 ou inferior. As larvas que eclodem podem ser menores que o normal e às vezes possuem estranhas protuberâncias ou torções no corpo. As larvas da salamandra-pintada crescem lentamente na água ácida porque seus esforços para capturar a presa são desajeitados e elas comem menos do que as larvas que vivem em pH mais elevado (Preest, 1993).
Outro fenômeno global é o aumento da quantidade de radiação ultra-violeta que atinge a superfície da Terra como resultado da destruição do ozônio na estratosfera por poluentes químicos. Os efeitos são mais dramáticos nos polos e estão se espalhando para latitudes inferiores, em ambos os hemisférios. A responsabilidade do aumento da radiação ultra-violeta no declínio dos anfíbios é controversa e provavelmente complexa. A luz ultra-violeta, especialmente a faixa UV-B, 280 a 320 nanômetros, mata os ovos e embriões de anfíbios (Blaustein et al., 1994). Nas lagoas das Montanhas Cascade, Óregon, somente 50 a 60 por cento dos ovos de Rana cascadae e Bufo boreas sobreviveram quando expostos à luz solar incidente, porém, quando se colocou sobre os ovos um filtro bloqueador da UV-B, a sobrevivência aumentou para 70 a 85 por cento.

Rana cascadae

Bufo boreas

Por outro lado, parece que alguns sítios de reprodução não são afetados; talvez o dano causado pela radiação UV-B dependa da interação de diversas variáveis (Licht, 2003). Por exemplo, a presença de vegetação suspensa ou de turvação (partículas sólidas em suspensão na água das lagoas de reprodução) talvez bloqueie a UV-B antes que alcance os ovos dos anfíbios. Do mesmo modo, algumas substâncias químicas dissolvidas absorveriam a luz ultra-violeta, protegendo os ovos dos anfíbios. As espécies de anfíbios diferem na sensibilidade à UV-B e a resistência pode estar relacionada à quantidade de enzima fotoliase (uma enzima que repara os danos ao DNA induzidos pela radiação UV) nos ovos das diferentes espécies.
Em anos recenes, a atenção focalizou o papel das doenças no declínio global dos anfíbios e, em especial, os dois organismos que infetam os anfíbios: iridovírus e o fungo “chytrid“. Os organismos causadores de doenças e os anfíbios tem coexistido ao longo de toda a existência destes últimos e algumas espécies de anfíbios aparentemente estabeleceram uma relação estável com seus patógenos. Por exemplo, o iridovírus intecta as salamendras de lagoas e parece ter modelado a biologia dessas populações. A salamandra-tigre (Ambystoma tigrinum), do Arizona, tem duas formas larvais: a normal e a canibal, com cabeça e mandíbulas grandes.  Algumas populações são compostas inteiramente da forma normal e em outras, alguns indivíduos se transformam em larvas canibais que comem os indivíduos da forma normal. Um levantamento da ocorrência de ambas as formas, normal e canibal, revelou que a canibal esta ausente em populações infectadas pelo iridovírus, mas ocorre com regularidade em populações sem esse vírus. Aparentemente, em populações livres do vírus é seguro comer outras larvas, mas quando o vírus está presente, a forma canibal se arrisca a infecções se comer as outras larvas de salamandra.

Ambystoma tigrinum

A correspondência entre a presença do iridovírus e a estutura da história de vida das populações de salamendra sugere que essa associação hospedeiro-patógeno é antiga e que a salamandra hospedeira e seu patógeno iridovírus desenvolveram uma relação estável. É provável que essa generalização se aplique a outros anfíbios que servem de hospedeiros ao iridovírus e, ao que parece, provoca flutuações nas populações de anfíbios, mas normalmente não é responsável por extinções.
O fungo “chytrid” talvez seja um novo patógen dos Amphibia e parece estar envolvido na extinção de sítios em locais tão distanciados quanto a América Central e o leste da Austrália. Os chytrids formam um grupo muito difundido de fungos de solo que normalmente infectaa algas, outros fungos, plantas, protozoários e invertebrados. O pimeio relato de infecção de vertebrados por chytrids surgiu em 1998, quando esse fungo foi identificado como a causa provável de morte de anuros na Austrália e América Central. No ano seguinte, chytrids foram identificados em anuros mortos no Zoológico Nacional dos Estados Unidos. Batrachochytrium, o chytridque infecta os anfíbios, possui zoósporos reprodutores móveis que vivem na água e conseguem penetrar na pele dos anfíbios. Quando penetra em um anfíbio, o zoósporo amadurece formando estruturas ramificadas, que se estendem pela pele, e um corpo reprodutor esférico, o zoosporângio. Um único zoósporo amadurece em 4 a 5 dias e se torna um zoosporângio contendo centenas de zoósporos que são liberados na água. As infecções por chytrid não parecem ser letais aos girinos, mas os anuros jovens morrem logo após a metamorfose e os adultos morrem quando são infectados.

Batrachochytrium

O declínio dos Amphibia foi objeto de estudos especiais na América Central e no leste da Austrália, e infecções por chytrid e o declínio dos anfíbios são ambos encontados na mesma área. Na América Central, uma onda de infecção foi detectada na Costa Rica em 1988 e tem se movido para o sul numa taxa de 50 a 100 quilômetros por ano. Na Austrália, uma onda de infecção por chytrid e de declínio populacional de anfíbios talvez esteja movendo-se para o norte através de Queensland e dos Territórios do Norte.

A progressão ao sul da infecção pelo fungo "chytrid" e o declínio e desaparecimento das populações de Anura na América Central

Por que as populações de anfíbios estão repentinamente sucumbindo às infecções por chytrid? Será que os chytrids são novos patógenos dos Amphibia ou algo esta acontecendo com os anfíbios e chytrids que torna as infecções mais letais do que costumavam ser? Estudos em espécimes de museu sugerem que as infecções por chytrids talvez sejam um fenômeno novo, pelo menos em algumas áreas. As mudanças na pele, que acompanham as infecções, podem ser observdas em espécimes de museu e o exame microscópico mostra as estruturas fúngicas características. Anuros coletados há vinte anos não apresentam sinais de chytrids, o que sugere que esse fungo foi introduzido recentemente.
Também os Anura podem ter mudado no passado recente. Os anfíbios possuem um sistema imunológico que normalmente os protege dos patógenos do ambiente, porém o estresse interfere no sistema imunológico dos Vertebrata. Anfíbios estressados por causa da acidez ou da radiação ultra-violeta podem ser suscetíveis a doenças ou parasitas aos quais habitualmente seriam capazes de resistir. Como esses tipos de mecanismo de interação são difíceis de identificar, a National Science Foundation apoia um estudo multidisciplinar que combina esforços de participantes que vão desde biólogos de campo, passando por especialistas em doenças infecciosas até biólogos moleculares. Esse grupo esta envolvido em um programa multianual de estudos campais e laboratoriais para testar ipóteses sobre o papel do iridovírus e do fungo chytrid no declínio dos anfíbios e as interações desses fatores com as mudanças ambientais e as mudanças evolutivas dos organismos patogênicos. Temas ligados à biologia conservacionista rapidamente transcedem os campos específicos de estudo e nossa melhor oportunidade de encontrar soluções para os problemas agudos que afetam muitos tipos de animais esta em agrupar técnicas e perspectivas de um amplo espectro de especialidades biológicas.

COLLINS, J.P. & STORFER, A. Global amphibian declines: Sorting the hypothesis. Diversity and Distributions 9:89-98, 2003

HAYES, T. et al. Feminization of male frogs in the wild. Nature 419:895-896, 2002.

HOULAHAN, J.E. et al. Quantitative evidence for global amphibian population declines. Nature 404:752-755, 2000.

LICHT, L. E. Shedding ligth on ultraviolet radiation and amphibian embryos. Bioscience 53:551-561, 2003.

LIPS, K. R. Decline of a tropical montane amphibian fauna. Conservation Biology 12:106-117, 1998.

LIPS, K. R.  Mass mortality and population declines  of anurans at upland sites in western Panamá. Conservation Biology 13:117-125, 1999.

POUGH, H. F., JANIS, C. M. & HEISER, J. B. A Vida Dos Vertebrados 4ª Edição, Atheneu Editora, São Paulo, 2008.

PREEST, M. R. Mechanism of growth rate reduction in acid-exposed larval salamanders, Ambystoma maculatum. Physiological Zoology 66:686-707, 1993.

WAKE, D. B. Action on amphibians. Trends in Ecology and Evolution 13:379-380, 1998.