As lentes dos olhos dos peixes registram sua exposição vitalícia ao mercúrio tóxico, revela uma nova pesquisa

A poluição por mercúrio é uma ameaça global para a saúde humana, especialmente para os fetos e as crianças pequenas.Exposição a metilmercúrio, um tipo que se forma quando o mercúrio chega a lagos e riachos, pode prejudicar o desenvolvimento cerebral das crianças e causar sintomas, incluindo comprometimento da fala e fraqueza muscular em adultos que consomem frutos do mar como principal fonte alimentar.O metilmercúrio também ameaça a saúde e a reprodução em peixes e outros animais selvagens.

Humanos, animais e pássaros estão expostos ao metilmercúrio quando comem peixes e mariscos.Os cientistas trabalham há décadas para compreender como e quando os peixes acumulam mercúrio.Esta informação é fundamental para avaliar os riscos do mercúrio em diferentes massas de água e paisagens, e para avaliar mudanças políticas destinadas a reduzir as emissões de mercúrio.

Durante décadas, os cientistas usaram pedras de orelha de peixe, conhecidas como otólitos, para obter informações sobre o crescimento, a migração, a dieta dos peixes e o momento da sua exposição a certos poluentes.Estas minúsculas estruturas de carbonato de cálcio, aproximadamente do tamanho de uma ervilha, formam-se no interior dos ouvidos dos peixes, onde ajudam a regular a audição e o equilíbrio.Os otólitos também podem fornecer pistas sobre como as mudanças climáticas estão afetando os peixes.

Mas alguns poluentes, incluindo o mercúrio, não são incorporados aos otólitos.Em vez disso, eles se ligam fortemente aos tecidos que contêm enxofre, como os tecidos musculares.É por isso que os tecidos musculares têm sido historicamente usados ​​para avaliar a contaminação devido à poluição por mercúrio.

Num estudo recentemente publicado, descrevemos uma nova janela para a exposição vitalícia de peixes individuais ao mercúrio, através de medindo nos olhos do peixe.Este trabalho está a revelar novas possibilidades para compreender a exposição dos peixes ao longo da vida a este potente neurotóxico.

Pistas nas orelhas e olhos dos peixes

Hoje, os cientistas analisam a absorção de mercúrio nos peixes medindo quanto dele se acumula em corpos inteiros de peixes, ou muitas vezes apenas em filés – isto é, tecidos musculares.Esta abordagem diz-nos quanto mercúrio o peixe acumulou ao longo da sua vida, mas não nos diz especificamente quando durante a sua vida o peixe foi exposto.Falta um carimbo de data/hora.

As concentrações de mercúrio podem variar amplamente dentro de qualquer espécie de peixe.Por exemplo, de 1991 a 2010, os EUAmonitores governamentais detectados níveis de mercúrio no bacalhau que foi em média 0,111 partes por milhão, mas chegou a 0,989 partes por milhão, uma diferença nove vezes maior.Isto sugere que, além das mudanças nas emissões de mercúrio ao longo do tempo, os movimentos e dietas de um peixe individual podem afetar significativamente a sua exposição.

Em nosso estudo, propomos um novo método que combina medições do envelhecimento dos otólitos e do mercúrio nas lentes dos olhos de um peixe para atribuir idades às concentrações de mercúrio nos olhos dos peixes.As lentes oculares são feitas de proteína pura, têm alto teor de enxofre e, portanto, absorvem mercúrio facilmente. diretamente da água ou da dieta do peixe.

O metilmercúrio parece ser preferencialmente absorvido em certos órgãos, incluindo lentes oculares.Em altas doses, pode prejudicar a visão dos peixes.

Nossa abordagem começa com a técnica bem estabelecida de envelhecimento de um peixe utilizando seu otólito.À medida que um peixe cresce e envelhece, seus otólitos adicionam camadas anuais de carbonato de cálcio.Podemos estimar a idade e as taxas de crescimento dos peixes medindo a distância entre as camadas de crescimento anuais, chamadas anéis, tal como os silvicultores datam as árvores medindo os anéis de crescimento nos seus troncos.

Sabemos também que o olho de um peixe cresce a uma taxa proporcional ao crescimento do seu otólito.Portanto, na nossa análise, aplicamos a distância proporcional que encontramos no otólito do peixe ao cristalino.Para nossas espécies focais, o Round Goby (Neogobius melanostomus), a relação linear entre essas duas medidas é forte.

À medida que o cristalino cresce e acumula mercúrio, podemos identificar quando o peixe foi exposto usando esta correspondência com o otólito.E como a lente do olho do peixe cresce em camadas ao longo da vida, podemos seguir a cronologia da exposição ao longo da vida.

Uma possível conexão climática

Com este novo método, podemos começar a traçar a cronologia da exposição vitalícia de um peixe ao mercúrio.E podemos fazer perguntas sobre como os eventos da história de vida, como a migração e as mudanças na dieta, ou eventos temporais, como baixos níveis de oxigênio dissolvido na água em certas épocas do ano, pode influenciar os níveis de mercúrio dos peixes.

A força deste método é que ele fornece informações para peixes individuais, o que é tão importante quanto para os humanos.Diferentes peixes individuais têm capacidades variadas para capturar presas e evitar ou tolerar o estresse, o que pode afetar seu crescimento e exposição ao mercúrio.

E ter informações sobre a exposição ao mercúrio para todas as idades de um único peixe pode ajudar a diminuir a necessidade de recolher grandes amostras de muitos peixes de todas as idades, que é como os cientistas tradicionalmente avaliam como a exposição dos peixes muda ao longo da vida.

Este novo método também pode ajudar-nos a compreender como as alterações climáticas estão a afectar a exposição ao mercúrio.

À medida que a temperatura da água aumenta, rios, lagos, estuários e oceanos perdem parte do oxigénio dissolvido.Esse processo, conhecido como desoxigenação, é um estressor crítico para a vida aquática.

Quando o oxigénio num lago ou baía cai abaixo de 2 miligramas por litro, em comparação com níveis normais de 5 a 8 miligramas por litro, esse corpo de água é considerado hipóxico – e as condições hipóxicas podem estar associadas a concentrações elevadas de metilmercúrio.Esta perda de oxigênio é agravada por poluição por nutrientes – por exemplo, do escoamento urbano ou agrícola.Mas também pode ocorrer em oceanos abertos, longe dos continentes, devido ao aquecimento.

O aumento da hipóxia pode anular recentes esforços globais para reduzir as emissões de mercúrio tornando o mercúrio que já se encontra nos lagos e oceanos mais disponível para absorção pelos peixes.No entanto, a resposta dos peixes à hipóxia pode variar de indivíduo para indivíduo e de espécie.Nossa pesquisa atual, patrocinada pela National Science Foundation, está explorando como as lentes oculares de peixe, juntamente com os otólitos, podem nos ajudar a separar a exposição ao mercúrio da dieta e da hipóxia.

Cada vez mais, os cientistas reconhecem que várias partes do corpo dos organismos funcionam como arquivos do passado.Para nós, as lentes oculares e os otólitos servem como meios essenciais para compreender a vida secreta de cada peixe.