Efeitos da luz visível na pigmentação, comportamento e expressão gênica do cavalo marinho do focinho longo Hippocampus reidi

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souto Neto, José Araújo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cavalo marinho; Luz visível; Melanin; Melanina; Opsinas; Opsins; Rhythm; Ritmo; Seahorse; Visible light
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41135/tde-24022023-153231/

A luz é um forte estímulo que serve de gatilho para os sistemas sensorial e endócrino. As opsinas constituem uma diversa família de proteínas que respondem de forma específica a diferentes comprimentos de onda da luz. Hippocampus reidi é uma espécie de cavalo marinho ameaçada, que apresenta um diverso padrão de coloração e dimorfismo sexual. Neste trabalho, caracterizamos os tipos de cromatóforos e a expressão de opsinas em H. reidi juvenis e adultos, bem como o efeito de diferentes comprimentos de onda da luz visível (com mesma irradiância 1.12 mW/cm²) na mudança de cor, crescimento, sobrevivência e expressão gênica dos cavalos marinhos. Xantóforos e melanóforos são os maiores componentes celulares de pigmentação em H. reidi, com diferenças na densidade e distribuição entre estágios de vida e sexos. No olho e pele dos juvenis, o comprimento de onda amarelo (585 nm) induziu aumento substancial nos níveis de melanina em comparação com os indivíduos mantidos sob luz branca (WL), ou nos comprimentos de onda azul (442 nm) ou vermelho (650 nm). Adicionalmente, os comprimentos de onda azul e amarelo levaram a uma maior taxa de mortalidade em indivíduos juvenis ao longo do crescimento em comparação aos outros tratamentos. Cavalos marinhos adultos apresentaram uma mudança de cor rítmica ao longo de 24 horas, os valores mais altos de reflectância foram obtidos durante a fase de luz, representando um clareamento diurno para indivíduos sob WL, e comprimentos azul e amarelo, com diferenças na acrofase. O comprimento de onda amarelo foi mais efetivo na pigmentação dos cavalos marinhos juvenis, enquanto o comprimento de onda azul exerceu forte efeito na regulação da mudança de cor fisiológica dos cavalos marinhos adultos. Mudanças dramáticas nos níveis de mRNA das opsinas foram dependentes do estágio de vida, o que pode inferir funções ontogenéticas das opsinas ao longo do desenvolvimento dos cavalos-marinhos. A exposição aos comprimentos de onda alterou os níveis de mRNA na pele e no olho dos juvenis. Na pele, os transcritos das opsinas visuais (rh1, rh2 e lws) e não visuais (opn3 e opn4) foram maiores em indivíduos sob luz amarela. Enquanto no olho dos juvenis, apenas rh1 e rh2 tiveram aumento de transcritos pela luz amarela; para lws e opn3 os transcritos foram maiores em juvenis mantidos em WL. Comprimentos de onda não afetaram a expressão de mitf, um gene importante cuja proteína estimula a melanogênese em diversos táxons de vertebrados. Já a exposição prolongada ao comprimento amarelo induziu um aumento robusto na expressão das enzimas antioxidantes sod1 e sod2. Nossos dados demonstram que mudanças no espectro de luz visível alteram processos fisiológicos em diferentes fases da vida em H. reidi e podem servir de base para uma discussão mais ampla sobre as implicações da poluição luminosa e mudanças climáticas, especialmente para espécies aquáticas ameaçadas de extinção.