Como os peixes sobrevivem em águas congeladas?

Como os peixes conseguem sobreviver em temperaturas baixas, como exemplo nas águas congeladas da Antártida?

 https://www.bioorbis.org/2019/09/como-peixes-sobrevivem-aguas-congeladas.html
Imagem de TeeFarm por Pixabay

VAMOS DESCOBRIR...

TEMPERATURAS CONGELANTES


Primeiro vamos mostrar como é o congelamento em um ambiente aquático. A temperatura na qual a água congela é afetada pela sua concentração osmótica. Água pura congela a 0°C e o aumento da concentração osmótica diminui o ponto de congelamento. As concentrações do fluido corporal de peixes marinhos estão entre 300 e 400 miliosmóis • [kg H 2 0]" \ enquanto que a água do mar tem uma concentração próxima de 1.000 miliosmóis • [kg H2 0]~'. As concentrações osmóticas dos fluidos corporais de peixes marinhos correspondem aos pontos de congelamento de -0,6 a 0,8°C e o ponto de congelamento da água do mar é de -1,86°C. A temperatura dos mares Ártico e Antártico cai para -1,8°C no inverno e, mesmo assim, os peixes nadam nesta água sem congelar.


COMO DESCOBRIRAM O POR QUE DOS PEIXES NÃO CONGELAREM EM TEMPERATURAS CONGELANTES?


Um dos primeiros estudos de como os peixes evitam o congelamento foi conduzido por P. F. Scholander e seus colegas no Fiorde de Hebron, no Labrador. No verão, a temperatura na superfície da água no Fiorde de Hebron é superior à do ponto de congelamento, mas a água no fundo do fiorde é de -1,73°C (Figura 2). No inverno, a temperatura na superfície da água cai para -1,73°C, como a do fundo. Várias espécies de peixes vivem no fiorde e algumas são habitantes do fundo, enquanto outras vivem perto da superfície. Estas duas zonas apresentam problemas diferentes para os peixes.


A temperatura perto do fundo do fiorde está sempre abaixo do ponto de congelamento, mas o gelo não está presente porque este é mais leve que a água e permanece na superfície. Os peixes que habitam águas superficiais vivem em temperaturas que, no verão, se elevam bem acima do ponto de congelamento e, no inverno, caem abaixo deste ponto. Eles também estão na presença do gelo.

Figura 2. Temperaturas da água e distribuição de peixes em Hebron Sound, no verão e no inverno. O ponto de congelamento do plasma sanguíneo dos peixes é indicado pela posição do símbolo no eixo horizontal. Os peixes de águas pouco profundas mostram uma diminuição de 0,7°C no ponto de congelamento de seu sangue no inverno, enquanto que os peixes de águas profundas têm o mesmo ponto de congelamento durante o ano todo.

Os fluidos corporais do peixe habitante do fundo, no Fiorde de Hebron, têm pontos de congelamento de -0,8°C ao longo do ano. Como os peixes têm temperaturas corporais de -1,73°C, eles ficam superesfriados, isto é, a água de seus corpos está no estado líquido, a despeito do fato de estar abaixo de seu ponto de congelamento. Quando a água congela, as moléculas de água tomam-se orientadas como uma treliça de cristais.


O processo de cristalização é acelerado por agentes nuclearizantes que mantêm as moléculas de água na orientação espacial apropriada para o congelamento e, na ausência dos agentes nuclearizantes, a água pura pode permanecer líquida a -20°C. Em laboratório, os peixes de fundo do Fiorde de Hebron podem ser superesfriados até -1,73°C, sem congelar, mas se são tocados com um pedaço de gelo, que serve como agente nuclearizante, eles congelam imediatamente. No fundo do fiorde não há gelo e os peixes do fundo vivem, o ano inteiro, em estado de superesfriamento.



O QUE ACONTECE COM OS PEIXES DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS?


O peixes que vivem nas regiões árticas encontram gelo no inverno quando a temperatura da água está abaixo do ponto de congelamento osmoticamente determinado dos seus fluidos corporais e o superesfriamento poderia não ser eficiente nesta situação. Ao invés disso, estes peixes de superfície sintetizam substâncias anticongelantes no inverno que diminuem o ponto de congelamento de seus fluidos corporais até aproximadamente aquele da água do mar em que eles nadam.

Figura 3. Peixe antártico Trematomus brochgrevinki. Fonte da imagem: budak.blogs.com

Os compostos anticongelantes são amplamente desenvolvidos entre os vertebrados (e também entre os invertebrados e plantas). Os peixes marinhos têm duas categorias de moléculas orgânicas que os protegem contra o congelamento: glicoproteínas com pesos moleculares de 2.600 a 33.000 e polipeptídios e pequenas proteínas com pesos moleculares de 3.300 a 13.000. Estes compostos são extremamente efetivos em evitar o congelamento. Por exemplo, o plasma sanguíneo do peixe antártico Trematomus borchgrevinki (Figura 3) contém uma glicoproteína que é várias centenas de vezes mais efetiva que o sal (cloreto de sódio) na diminuição do ponto de congelamento.


A glicoproteína é absorvida na superfície dos cristais de gelo e impede seu crescimento, evitando que as moléculas de água assumam a orientação própria para juntar-se à treliça de cristal de gelo.

Referências
POUGH, F. Harvery; JANIS, Christine M; HEISER, John B. A vida dos vertebrados. Atheneu Editora São Paulo, 2006.

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