Nos últimos 20 anos, essa especialista em biologia do desenvolvimento e evolução tem se dedicado apaixonadamente ao estudo de um pequeno peixe que vive nas águas da América Central. Tanto que ela começou a estudar espeleologia para explorar cavernas profundas no México, onde pode observá-lo em seu ambiente natural.
Astyanax mexicanus. Este é o nome do animal que se tornou uma obsessão para a neurobióloga evolucionista Sylvie Rétaux, professora pesquisadora do Instituto de Neurociências Paris-Saclay (NeuroPSI) 1 há quase 20 anos. Este pequeno peixe de água doce, nativo da América Central, mede de 8 a 9 centímetros de comprimento e se parece com uma pequena piranha. Também conhecido como tetra mexicano, ele é hoje reconhecido pelos cientistas como um excelente modelo para estudar biologia evolutiva, embora seja investigado apenas por cerca de 100 pesquisadores no mundo, incluindo Rétaux, que conseguem descer em cavernas com centenas de metros de profundidade para observar o comportamento da criatura em seu habitat natural.
Descobrindo Astyanax mexicanus
O primeiro encontro da pesquisadora com seu tema favorito ocorreu em 2004. “Na época, eu me baseava em vários modelos de vertebrados para explicar as variações entre espécies no curso de seu desenvolvimento e evolução”, conta. “Conseguimos ver diferenças significativas entre espécies em macroescalas comparando mamíferos, anfíbios ou vertebrados sem mandíbula (neste caso, lampreias), mas não conseguimos provar nossas hipóteses e cenários evolutivos.”
Então, um colega americano chamado William Jeffery fez uma descoberta que levaria a carreira de Rétaux para uma nova direção. Ele mostrou que uma modificação da expressão do gene Sonic hedgehog, que desempenha um papel fundamental na regulação da formação de órgãos vertebrados, especialmente a configuração do cérebro, era a fonte de mudanças morfológicas em Astyanax mexicanus. “Isso significava que tínhamos um modelo vivo de microevolução, em carne e osso, para testar nossas hipóteses”, explica Rétaux.
Em 2009, ela teve a oportunidade de se juntar a uma pequena expedição de participantes do congresso para uma caverna no estado central mexicano de San Luis Potosí, onde eles puderam ver o animal em seu ambiente natural. “Eu nunca tinha estado em uma caverna antes”, ela diz. “Foi como um rito de iniciação. Ver o peixe vivo em seu habitat nativo deu um significado real à minha pesquisa no laboratório.”
O Astyanax mexicanus atraiu tanta atenção da comunidade científica que agora é protegido por medidas de conservação no México. Como esse pequeno peixe, em apenas uma década, se tornou um ponto focal para pesquisas em biologia evolutiva? Seu apelo está no fato de que a espécie existe em duas formas físicas, ou “morfos”: um peixe comum que nada em rios e um peixe que vive em cavernas, cego e despigmentado, que se adaptou à vida em escuridão total e permanente. “O Astyanax mexicanus nos rios é prateado e pigmentado, com uma longa faixa preta ao longo do flanco”, relata Rétaux. “Ele tem comportamento social, é muito agressivo e se encaixa em uma hierarquia dentro de seu cardume. Em sua forma comum, esse peixe é endêmico.”
A forma cavernícola da mesma espécie, que vive em cavernas subaquáticas na região de San Luis Potosí, é quase o seu oposto. “Os adultos são cegos e despigmentados, nadam isolados em vez de em cardumes, não mostram agressividade e dormem muito pouco”, observa o pesquisador. No entanto, essa mudança comportamental radical entre duas formas da mesma espécie ocorreu em um período de apenas 20.000 anos – um piscar de olhos na escala evolutiva, tornando Astyanax mexicanus uma mina de ouro para biólogos evolucionistas. É a variedade cavernícola, da qual há apenas alguns milhares de espécimes no total, que Rétaux observa em campo.
Do laboratório para as cavernas
A natureza singular de seu assunto fez de Sylvie Rétaux não apenas uma especialista reconhecida em seu campo, mas também uma aventureira intrépida. “A maioria dos pesquisadores que investigam o comportamento limita seu trabalho ao laboratório”, comenta François Rouyer, seu diretor de unidade. “Geralmente é bem distante das condições naturais, o que representa o risco de observar atividade artificial. Sylvie, por outro lado, leva a ideia de estudar o comportamento em ambientes naturais ao extremo. Não é fácil encontrar um equilíbrio judicioso entre a experiência de laboratório e de campo: você precisa de determinação destemida e uma tremenda capacidade de organização.”
“Cada um de nós contribui com suas habilidades para as missões, mas Sylvie é nossa líder”, relata Laurent Legendre, engenheiro biológico do laboratório EGCE 2 e um dos companheiros de expedição de Rétaux nos últimos dez anos. “Ela tem a capacidade de ver os pontos fortes de todos e colocá-los em bom uso. Ela sabe para onde está indo, o que quer e como manter o projeto na direção certa. E ela tem uma excelente capacidade de adaptação.”
Essas explorações fornecem dados preciosos e únicos, às vezes levando a descobertas inesperadas. Por exemplo, foi demonstrado que peixes selvagens de cavernas se desenvolvem e crescem na mesma taxa que peixes de rio, o que contradiz a noção dogmática de que o ambiente subterrâneo carece de recursos tróficos, impondo uma dieta de fome a seus habitantes. As respostas comportamentais a estímulos olfativos também são muito diferentes entre animais que vivem em cavernas com abundantes recursos alimentares e aqueles que povoam ambientes mais áridos. Por fim, esses peixes, que se comunicam entre si por meio de sons que emitem, não têm o mesmo “sotaque” ou assinatura acústica em cavernas diferentes – mais como um nativo de Marselha (sudeste da França) em comparação com alguém de Lille (norte da França).
“Astyanax mexicanus resume a caixa de ferramentas da evolução do desenvolvimento”, diz Rétaux. “Pode nos ajudar a entender melhor a evolução de certos sistemas neurossensoriais – por exemplo, por que alguns animais têm um olfato altamente desenvolvido, como cães e tubarões-martelo, enquanto outros não.” No laboratório, sua equipe mostrou que, embora a variedade fluvial de Astyanax mexicanus possa detectar aminoácidos em concentrações de 10-4 mol/L, o seu homólogo cavernícola tem um olfato dez vezes mais sensível: consegue perceber odores em concentrações de 10-9 mol/L – tão aguçado quanto o tubarão-martelo, que consegue detectar uma gota de sangue no oceano.
Horas de exploração e observação subterrânea
A cada expedição, Rétaux e sua equipe exploram uma nova caverna entre as cerca de 30 onde o peixe vive. Os cientistas do grupo limitam sua atividade à observação, nunca capturando os peixes ou se envolvendo em coletas invasivas de amostras. Por outro lado, às vezes eles deixam seus equipamentos no local por até um ano. “Uma vez lá, ficamos no subsolo por oito a doze horas sem voltar à superfície”, explica Rétaux. “Não temos como nos comunicar com o mundo exterior. Usamos máscaras para nos proteger de doenças como a histoplasmose, que é causada por um fungo encontrado em grandes quantidades em cavernas. Respirar seus esporos pode causar problemas respiratórios graves.” E apesar da preparação cuidadosa, as coisas raramente saem como planejado: “Às vezes o nível da água está muito baixo para fazer gravações de áudio e, às vezes, temos que nadar para montar o equipamento, muitas vezes vadeando lama. No começo, eu não sabia nada sobre espeleologia, mas tive que entrar nisso!”, diz o pesquisador rindo.
Além do seu valor fundamental, a pesquisa do biólogo também pode ter repercussões na biomedicina, ajudando a elucidar fenômenos como a degeneração da retina. Atualmente, apenas 30% das causas genéticas desse distúrbio em humanos foram identificadas. Em peixes que vivem em cavernas, o olho começa a se formar, mas não tem a parte ventral da retina. Embriões de Astyanax mexicanus podem ser usados para modelar o desenvolvimento do coloboma, uma malformação da retina que afeta uma em cada 100.000 pessoas. O olho de um tetra mexicano se forma em apenas 24 horas, tornando possível observar o desenvolvimento do órgão in vivo – uma conquista científica que seria inimaginável com embriões humanos. “Estamos apenas começando a entender que a formação e a evolução dos órgãos começam na fertilização”, conclui Rétaux. “Por exemplo, a composição molecular dos ovócitos de peixes de superfície é muito diferente daquela dos peixes que vivem em cavernas. Nossas descobertas neste campo estão apenas começando.”
2. Laboratório de Evolução, Genoma, Comportamento e Ecologia (EGCE – CNRS / IRD / Université Paris-Saclay).
