A estratégia surpreendente de Theonella conica para acumular molibdênio com Entotheonella

Pode ser um mundo implacável lá fora, e espécies mais vulneráveis às vezes precisam recorrer a soluções criativas para continuar vivas.

A esponja-marinha Theonella conica e o molibdênio

Um exemplo é uma esponja-marinha chamada Theonella conica. Esse animal discreto vive no Mar Vermelho e no Oceano Índico, fazendo o que esponjas fazem: filtrando a água do mar ao seu redor para extrair os nutrientes disponíveis. Presa ao substrato e com pouca ou nenhuma defesa ativa, T. conica acabou desenvolvendo uma estratégia de sobrevivência realmente intrigante.

Ao investigar como poluentes se acumulam no corpo dessa esponja, cientistas se depararam com níveis de um metal pesado - o molibdênio - que, em outros organismos, seriam letais.

"Vinte a trinta anos atrás, pesquisadores do nosso laboratório coletaram amostras de uma esponja rara chamada Theonella conica no recife de coral de Zanzibar, no Oceano Índico, e encontraram nelas uma alta concentração de molibdênio", afirma a bióloga marinha Shani Shoham, da Universidade de Tel Aviv.

"Na minha pesquisa, eu quis testar se concentrações tão altas também aparecem nessa espécie de esponja no Golfo de Eilat, onde ela cresce a profundidades acima de 27 metros [88 pés]. Ao encontrar a esponja e analisar sua composição, descobri que ela continha mais molibdênio do que qualquer outro organismo na Terra: 46,793 microgramas por grama de peso seco."

Por que o molibdênio é essencial - e quando vira problema

Nós, assim como muitos outros seres vivos, precisamos de uma certa quantidade de molibdênio. Ele é um oligoelemento essencial que o corpo usa para ajudar a degradar substâncias como medicamentos, toxinas e sulfitos. Como acontece com várias coisas, porém, o excesso de molibdênio não é particularmente bom para nós - e pode ser ainda pior para outros animais.

Diante disso, Shoham e os colegas quiseram entender como - e por qual motivo - T. conica consegue acumular e “guardar” tanto desse metal.

Os simbiontes bacterianos Entotheonella e a desintoxicação

A resposta apareceu ao olhar para os simbiontes bacterianos da esponja.

Como esponja-marinha, T. conica é um organismo bastante simples: não tem órgãos, nem tecidos, nem sistema nervoso. Para funcionar, ela depende de relações simbióticas com outros seres, incluindo bactérias, fungos, algas e vírus. Esses simbiontes podem representar até 40% do peso corporal do animal. E, antes de torcer o nariz, vale olhar para o próprio corpo: todo mundo precisa de amigos.

Simbiontes são organismos que convivem em uma relação de longo prazo que beneficia ambos os lados (ao contrário, por exemplo, de relações parasitárias, em que os ganhos ficam claramente concentrados em apenas uma parte).

Os pesquisadores identificaram que uma das bactérias mais dominantes em T. conica funciona como uma espécie de “órgão” de desintoxicação, especializado em lidar com metais pesados acumulados no corpo da esponja. Trata-se de Entotheonella sp., um tipo de bactéria encontrado em algumas esponjas diferentes e conhecido por produzir uma ampla variedade de compostos bioativos.

Shoham e a equipa observaram, no interior de Entotheonella sp., aglomerados de material com teor de molibdênio extremamente elevado.

O molibdênio se torna tóxico quando sua concentração ultrapassa a sua solubilidade na água. A hipótese dos pesquisadores é que a bactéria recolhe o molibdênio e o transforma em compostos seguros, como molibdato de cálcio e molibdato de sódio.

"Ao acumular mais e mais molibdênio, as bactérias o convertem do seu estado solúvel tóxico em um mineral. Não temos certeza por que elas fazem isso", diz Shoham.

"Talvez o molibdênio proteja a esponja, anunciando: 'Sou tóxica! Não me coma!', e em troca desse serviço a esponja não come as bactérias e serve como hospedeira delas."

O que isso pode significar para poluição por metais

As implicações apontam para uma forma de aproveitar essas esponjas e os seus simbiontes - não para extrair molibdênio (o que seria complexo e provavelmente não compensaria), mas para ajudar a enfrentar a poluição. Alguns anos atrás, uma esponja aparentada, Theonella swinhoei, foi descrita como capaz de acumular de modo semelhante níveis elevados de bário e arsénio.

"Nesse caso, também, foi descoberto que Entotheonella é em grande parte responsável por armazenar os metais e transformá-los em minerais, neutralizando assim a toxicidade deles", explica Shoham.

"A continuidade das pesquisas sobre a bactéria pode ser útil para tratar fontes de água poluídas com arsénio, um perigo sério que afeta diretamente a saúde de 200 milhões de pessoas em todo o mundo."

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances.