Vivendo no limite: compensação fisiolológica e cinética em caranguejos do entre-marés da América do Sul tropical a sub-Antártico

Resumo

A temperatura é um importante fator abiótico que dirige a evolução dos ectotermos devido aos seus efeitos em todos os níveis da organização. Embora a tolerância térmica seja ambientalmente dirigida no espaço, ela pode ser limitada no tempo devido a herança filogenética diferencial. Nos limites da tolerância térmica, o oxigênio da hemolinfa é reduzido e a formação de lactato é aumentada devido ao desacoplamento entre a oferta e a demanda de oxigênio; um desequilíbrio entre flexibilidade / estabilidade enzimática também prejudica a capacidade de gerar energia. Aqui, caracterizamos os efeitos dos limites térmicos críticos inferior (LL50) e superior (UL50) em seletos descritores do metabolismo aeróbico e anaeróbico em espécies de caranguejos do entre-marés distribuídas do norte do Brasil (7,8° S) ao sul da Patagônia (53,2° S), considerando sua filogenia. Testamos (i) a existência de trade-offs funcionais em relação ao metabolismo aeróbico e anaeróbico e à cinética da LDH em modelar a tolerância térmica; (ii) a influência da ancestralidade compartilhada e da província térmica na evolução metabólica; e (iii) a presença de convergências evolutivas e picos adaptativos na filogenia do grupo. As espécies tropicais e subtropicais apresentaram respostas sistêmicas e cinéticas semelhantes, diferindo dos caranguejos subantárticos. Os menores UL50 dos caranguejos subantárticos pode refletir um desacoplamento entre a evolução do metabolismo aeróbico e anaeróbico, uma vez que esses caranguejos exibem menor consumo de oxigênio contudo maior formação de lactato que as espécies tropicais e subtropicais também nos seus respectivos UL50. A atividade da LDH aumentou com a elevação da temperatura, enquanto o KmPyr permaneceu relativamente constante; o coeficiente catalítico correlacionou-se negativamente com o nicho térmico. A tolerância térmica pode depender de um possível trade-off evolutivo entre os metabolismos aeróbico e anaeróbico em relação ao suprimento de energia, enquanto a compensação térmica do desempenho cinético seja dirigida pelo habitat térmico, conforme revelado pelo equilíbrio da afinidade / eficiência da LDH. A evolução fisiológica geral revelou dois picos homoplásticos adaptativos nos caranguejos subantárticos, com uma mudança no clado tropical / subtropical. Os parâmetros fisiológicos no UL50 evoluíram de maneira filogenética, enquanto todos os outras foram mais plásticos. Assim, a herança compartilhada e o ambiente térmico dirigiram a tolerância térmica e a evolução metabólica dos caranguejos, revelando transformações fisiológicas que surgiram em climas mais frios e mais quentes, especialmente em níveis mais amplos de organização biológica e diversidade filogenética. (AU)