Como as moscas-da-neve sobrevivem ao frio extremo

As moscas-da-neve vivem onde, para a maioria dos seres vivos, tudo desacelera - ou simplesmente para. Esses insetos minúsculos e sem asas atravessam campos de neve no inverno, em busca de parceiros e colocando ovos enquanto as temperaturas caem muito abaixo do que quase todas as criaturas conseguem suportar.

Para muitos insetos, um frio assim é sentença de morte. Já as moscas-da-neve parecem prosperar nessas condições. Há muito tempo os cientistas sabem que elas continuam ativas mesmo no congelamento, mas o mecanismo por trás disso permanecia incerto.

Um estudo recente examinou o caso com mais detalhe e concluiu que as moscas-da-neve dependem de uma combinação de estratégias que, à primeira vista, soa até contraditória. Elas se defendem do gelo de um jeito semelhante ao de peixes de águas frias, mas também produzem calor por um processo mais comum em mamíferos.

Uma combinação estranha de ferramentas de sobrevivência

A maioria dos insetos é de sangue frio: a temperatura do corpo sobe e desce conforme o ambiente. Quando o inverno chega, o mais comum é se esconder ou entrar em dormência.

Com as moscas-da-neve acontece o oposto. Elas permanecem expostas, se deslocando sobre a neve mesmo quando a temperatura cai para cerca de -6 °C.

Os dados indicam que elas não estão apenas “aguentando” o frio. Na prática, elas o controlam ativamente. O corpo produz proteínas anticongelantes que impedem o crescimento de cristais de gelo dentro das células.

Ao mesmo tempo, elas aparentam gerar uma pequena quantidade de calor interno, suficiente para se manterem ligeiramente mais quentes e, assim, funcionarem.

A ciência por trás da surpresa

O estudo foi liderado por Marco Gallio, da Northwestern University, com colaboradores que incluem Marcus Stensmyr, da Lund University. O grupo quis entender o que torna as moscas-da-neve diferentes em nível genético.

Para isso, eles começaram sequenciando o genoma do inseto e, depois, compararam os resultados com os de outros insetos incapazes de sobreviver a temperaturas de congelamento. O que apareceu na análise trouxe mais dúvidas do que respostas.

“Não conseguimos encontrar muitos dos genes em nenhuma base de dados”, disse Gallio. “No início, eu pensei que devíamos ter sequenciado alguma espécie alienígena. É muito raro um gene ativo, que produz uma proteína, não ter nenhuma correspondência.”

Esse conjunto genético incomum acabou levando a uma descoberta central: a mosca-da-neve fabrica várias proteínas anticongelantes. Elas se ligam a cristais de gelo minúsculos e impedem que aumentem de tamanho, evitando danos às células.

“Notavelmente, algumas das proteínas anticongelantes que encontramos são, na verdade, estruturalmente aparentadas às de peixes do Ártico”, disse Gallio. “Isso sugere que a evolução chegou à mesma solução para um problema comum.”

Calor onde você não esperaria

A investigação não ficou limitada ao “anticongelante”. Os pesquisadores também identificaram genes associados à produção de calor em animais.

“Encontramos genes que, em animais maiores, estão associados à termogênese mitocondrial no tecido adiposo marrom”, disse Gallio.

“Muitos animais, como marmotas e ursos-polares, têm gordura marrom, que serve para produzir calor. Quando entram em hibernação, eles queimam essa gordura armazenada para produzir calor, em vez de produzir energia química.”

“Então, de certa forma, as moscas-da-neve usam uma combinação das estratégias usadas por ursos-polares e por peixes do Ártico.”

Para colocar essa hipótese à prova, a equipa mediu a temperatura corporal dos insetos enquanto resfriava o ambiente ao redor. Mesmo no ar congelante, as moscas-da-neve se mantiveram um pouco mais quentes do que o esperado.

“Outros insetos, como abelhas e mariposas, tremem para aumentar o calor”, disse Stensmyr. “Mas não encontramos evidências de tremor. Em vez disso, as moscas-da-neve provavelmente produzem calor no nível celular, mais parecido com a forma como mamíferos e até algumas plantas geram calor.”

Travando o gelo, proteína por proteína

Os cientistas também testaram o quão eficientes essas proteínas anticongelantes são. Eles modificaram geneticamente moscas-das-frutas para produzirem uma das proteínas da mosca-da-neve e, em seguida, as expuseram a condições de congelamento.

As moscas alteradas sobreviveram muito melhor do que as moscas normais. O resultado indicou que essas proteínas funcionam como escudos microscópicos, impedindo que o gelo se espalhe pelo corpo.

Isso é crucial porque mesmo pequenas quantidades de gelo dentro das células podem causar danos graves. Ao manter os cristais sob controlo, a mosca-da-neve evita uma reação em cadeia que, de outro modo, seria fatal.

Uma resposta diferente à dor do frio

Há mais uma peça nesse quebra-cabeça. Em muitos animais, o frio extremo provoca uma sensação aguda e desagradável - uma reação que ajuda a evitar lesões. As moscas-da-neve parecem não dar importância a isso.

A equipa observou que uma proteína sensorial essencial, ligada à irritação, é muito menos sensível nesses insetos. Com essa alteração, elas conseguem continuar se movendo mesmo quando as condições seriam insuportáveis para outras espécies.

“Acontece que um receptor específico de irritantes é 30 vezes menos sensível em moscas-da-neve do que em mosquitos e moscas-das-frutas”, disse Gallio. “Assim, elas conseguem lidar com níveis mais altos de irritantes nocivos produzidos pela exposição ao frio.”

Por que isso importa além das moscas-da-neve

O estudo vai além de explicar como um único inseto atravessa o inverno. Ele abre caminho para novas ideias sobre como proteger células vivas contra danos causados pelo frio.

Isso pode ser relevante para armazenamento de órgãos, conservação de alimentos ou até para melhorar materiais que precisam resistir a temperaturas de congelamento.

A pesquisa também reforça como a evolução pode chegar a soluções parecidas em espécies muito diferentes. Peixes, mamíferos e insetos encontraram formas de lidar com o frio extremo, mesmo seguindo percursos evolutivos distintos.

As moscas-da-neve podem ser pequenas e fáceis de ignorar, mas ampliam os limites do que a vida é capaz de fazer.

O estudo completo foi publicado na revista Current Biology.