Aldo Palmisano é químico de investigação no Western Fisheries Research Center of the U.S. Geological Survey Biological ResourcesDivision e está filiado na Universidade de Washington em Seattle. Aqui está a sua resposta.
A razão pela qual alguns peixes vivem normalmente em água infravermelha e outros vivem em água do mar é que um ou outro ambiente lhes proporciona oportunidades que tradicionalmente têm contribuído para a sua sobrevivência. Uma diferença óbvia entre os dois habitats é a concentração de sal. Os peixes de água doce mantêm os mecanismos fisiológicos que os levam a concentrar os sais dentro dos seus corpos num ambiente com falta de sal; os peixes marinhos, por outro lado, excretam os sais em excesso num ambiente ahypertonic. Os peixes que vivem em ambos os ambientes retêm ambos os mecanismos.
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>br>>p> A vida começou a evoluir há vários milhares de milhões de anos nos oceanos e desde essa altura, os seres vivos têm mantido um ambiente interno muito semelhante à composição iónica desses mares primitivos. Presumivelmente, as condições iónicas em que a vida começou são unicamente apropriadas à sua continuação. Estudos laboratoriais apoiam a opinião de que os vários fenómenos químicos dos quais a vida depende – incluindo as interacções dos ácidos nucleicos entre si e com as proteínas, a dobragem e o desempenho de proteínas como asenzimas, o funcionamento de máquinas intracelulares como os ribossomas, e a manutenção de compartimentos celulares – são criticamente dependentes do meio iónico em que as reacções ocorrem.
Dado o tempo, as criaturas que habitam nos oceanos tiraram partido de recursos inexplorados, tais como habitats de desova seguros ou novas fontes alimentares, que apenas lhes foram disponibilizados através da colonização de outros ambientes, como água doce e terra. A colonização foi facilitada, se não necessária, por eventos geológicos, tais como movimentos e colisões de massas terrestres (tectónica de placas) e actividade vulcânica, que serviram para isolar porções de populações muito semelhantes de uma única espécie umas das outras. Tais alterações geológicas levaram algumas populações a adaptar-se ou a enfrentar a extinção. O tempo e a selecção natural devido à variação física e ambiental trabalharam inconcertantemente com o isolamento para promover adaptações. Em alguns casos, estas adaptações tornaram-se permanentes e levaram à diferenciação das espécies.
Um aspecto importante da variação ambiental é a composição iónica dos corpos de água utilizados como habitat. As células de cloreto nas guelras dos peixes marinhos produzem uma enzima, chamada gill Na+/K+ ATPase, que lhes permite libertar o seu plasma do excesso de sal, que se acumula quando bebem água do mar. Além disso, os seus rins filtram selectivamente os iões divalentes, que depois excretam. Um conjunto alternativo de mecanismos fisiológicos permite aos peixes de água doce concentrar os sais para compensar a sua baixa salinidade ambiental. Produzem urina muito diluída e copiosa (até um terço do seu peso corporal por dia) para se livrarem do excesso de água, enquanto conduzem a captação activa de iões na brânquia.
Certo, outras adaptações contribuíram para a capacidade das populações isoladas de se adaptarem mais plenamente às suas circunstâncias. Com diferentes conjuntos de organismos predadores e presas presentes nos diferentes habitats, e diferentes amplitudes físicas à sua disposição, seriam necessárias mudanças de comportamento; talvez um tamanho corporal menor ou maior ou uma parte do corpo seria favorecida. A acumulação destes tipos de alterações fisiológicas, comportamentais e físicas acabaria por levar a novas espécies. O isolamento pode tê-los forçado a conservar as suas novas adaptações entre os seus próprios descendentes, em vez de as distribuir de forma mais ampla. Para alguns, a fenda acabou por se tornar completa e já não poderia haver cruzamentos entre populações que uma vez cruzadas.
Não irrazoavelmente, houve múltiplos casos de colonização do ambiente de água doce por espécies de peixes de água do mar; alguns foram mais ou menos completos. A capacidade de escapar a um ambiente pode ter sido sazonal, ou periódica de alguma outra forma, ou intermitente, e a capacidade de osmoregulação em água doce não precisa de ter excluído a capacidade de voltar a um modo de osmoregulação em água do mar, desde que a capacidade pudesse ser utilizada por uma parte substancial da população, e seleccionada para, em vez de simplesmente perdida.
Salmon passa um tempo relativamente curto em água doce antes de desenvolver a capacidade de osmoregulação em água do mar, onde vive a maior parte das suas vidas. Algumas espécies de salmão, como o salmão rosa, migram para o mar assim que emergem do cascalho como juvenis que nadam em liberdade. Outras, como o salmão mocho e o salmão coho e alguns salmões chinook, permanecem em água doce durante um ou dois anos ou mais antes que a vontade de migrar para jusante os supere, numa sequência de eventos fisiológicos e físicos que coincide com o desenvolvimento da sua capacidade de osmoregulação em água do mar. Assim, as diferentes espécies de salmão exploram diferentes aspectos do ambiente de água doce, mas todos eles gozam de melhores perspectivas de vida se forem desovados num habitat de água doce e passarem a sua vida adulta em água do mar.
Outras espécies relacionadas, como a truta, são fisiologicamente menos tolerantes à água salgada. A maioria adaptou-se permanentemente à vida em água doce. Têm provavelmente também características (por exemplo, comportamentos de acasalamento) que lhes podem permitir levar uma vida bem sucedida no ambiente marinho. Por razões que podem estar relacionadas com a sua distribuição geográfica, as características que uma vez lhes tornaram a vida em água do mar natural acabaram por se tornar excesso de bagagem e cairam em desuso e em degradação.
William A. Wurts é um especialista em aquacultura no programa de extensão cooperativa da Universidade Estatal do Kentucky. Heprovidece conhecimentos adicionais sobre a evolução e fisiologia dos peixes.
As várias espécies de peixes encontradas nos oceanos, lagos, rios e riachos evoluíram ao longo de milhões de anos e adaptaram-se aos seus ambientes preferidos ao longo de longos períodos de tempo. Os peixes são categorizados de acordo com a sua tolerância à salinidade. Os peixes que toleram apenas gamas muito estreitas de salinidade (peixes de água doce como o peixe dourado e peixes de água salgada como o atum) são conhecidos como espécies stenohaline. Estes peixes morrem em águas com uma salinidade que difere da dos seus ambientes naturais.
Os peixes que cantoleram uma vasta gama de salinidade em alguma fase do seu ciclo de vida são chamados espécies euryhaline. Estes peixes, que incluem salmão, enguias, tambor vermelho, robalo listrado e solha, podem viver ou sobreviver em grandes variações de salinidade, variando de fresco a salobra até às águas marinhas. Um período de ajustamento gradual ou aclimatação, no entanto, pode ser necessário para que os peixes euryhaline tolerem grandes alterações de salinidade.
Acredita-se que quando o planeta recém-formado Terra arrefeceu o suficiente, a chuva começou a cair continuamente. Esta precipitação encheu os primeiros oceanos de água doce. Foi a constante evaporação da água dos oceanos que depois se condensou para causar chuvas nas massas de terra, o que, por sua vez, fez com que os oceanos se tornassem salgados durante vários milhares de milhões de anos. À medida que a água da chuva se deslocava sobre e através do solo, dissolvia muitos minerais – sódio, potássio e cálcio – e transportava-os de volta para os oceanos.
Animais vertebrados (peixes, aves, mamíferos, anfíbios e répteis) têm uma característica única e comum: o teor de sal do seu sangue é praticamente idêntico. O sangue vertebrado tem uma salinidade de aproximadamente 9 gramas por litro (uma solução salina de 0,9%). Quase 77% dos sais no sangue são sódio e cloreto. O restante é constituído principalmente por bicarbonato, potássio e cálcio. Sais de sódio, potássio e cálcio são críticos para a função normal do coração, nervos e tecido muscular.
Se a salinidade da água do oceano for diluída até aproximadamente um quarto da sua concentração normal, tem quase a mesma salinidade que o sangue de peixe e contém proporções semelhantes de sódio, potássio, cálcio e cloreto. As semelhanças entre o teor de sal do sangue de vertebrados e a água do mar diluída sugerem uma forte relação evolutiva entre vertebrados e com os oceanos primordiais.
Indevidente, parece provável que a vida dos vertebrados tenha evoluído quando os theoceanos eram aproximadamente um quarto tão salgados como são hoje. À medida que os oceanos se tornaram mais salgados e os vertebrados evoluíram mais, vários grupos de vertebrados (aves, mamíferos, répteis e anfíbios) deixaram os oceanos para habitarem as massas de terra, transportando a água do mar com eles como o seu sangue.
Mas os peixes permaneceram no meio aquático. Para se adaptarem, tiveram de permanecer em ambientes de baixa salinidade, tais como baías e estuários, ou tiveram de evoluir mecanismos que rasgaram a água perdida por osmose à água do mar e remover os sais absorvidos dos oceanos cada vez mais salinos. Para habitar a água doce, os peixes tiveram de substituir os sais perdidos por difusão na água e eliminar o excesso de água absorvida do ambiente. A função renal teve de ser alterada em conformidade para que os peixes pudessem sobreviver nestes diferentes habitats.
Na água do mar, os peixes tiveram de beber água salgada para substituir os fluidos perdidos e depois eliminar o excesso de sais. Os seus rins produzem pequenos volumes de fluidos contendo altas concentrações de sal. Os peixes de água doce produzem grandes volumes de urina diluída, que é baixa em sal. É colocada menos procura nos rins para manter concentrações estáveis de sais sanguíneos em águas salobras de salinidade baixa.
Ultimamente, peixe adaptado ou habitado a água marinha, doce ou salobra, porque cada ambiente ofereceu uma vantagem competitiva para as diferentes espécies. Por exemplo, tem sido sugerido que os peixes euryhaline são capazes de eliminar parasitas externos que se deslocam de e para as águas doces e salgadas. Habitats de salinidade diferente ofereciam novos ou mais alimentos, fuga de predadores e mesmo refúgio térmico (temperaturas estáveis).
Steven K. Webster, conselheiro científico marinho do Aquário de Monterey Bay na Califórnia acrescenta alguma perspectiva sobre os peixes que se movem entre o sal e a água doce.
As cerca de 22.000 espécies de peixes vivos actualmente vivem em praticamente todos os tipos de habitats marinhos e aquáticos que não são indevidamente tóxicos. Algumas, incluindo salmão, lampreia, sável, esturjão e robalo listrado, movem-se entre corpos de água doce e o oceano pelo menos uma vez na sua vida para desovar. Muitas destas espécies anádromas fazem-no anualmente, encontrando condições necessárias para a sua reprodução num reino e as necessárias para a sua alimentação e crescimento no outro.
Estes peixes têm de mudar a sua fisiologia de equilíbrio salino quando passam de água doce para água salgada e voltam de novo. Normalmente fazem estes ajustamentos num ambiente estuarino salgado – que se situa no caminho entre a água salgada e os habitats de água doce.