Glassfrogs escondem glóbulos vermelhos no fígado para se tornarem transparentes

Oct 26, 2023

27 de dezembro de 2022 | Michaela Kane

Os pesquisadores finalmente decifram como uma espécie de sapo se torna um mestre da camuflagem com a ajuda de modernas técnicas de imagem biomédica

As rãs-de-vidro tornam-se transparentes enquanto descansam, retirando glóbulos vermelhos da circulação e escondendo-os no fígado. Uma equipe multi-universitária de biólogos e engenheiros biomédicos mostrou como essas rãs se tornam transparentes em uma pesquisa publicada em 23 de dezembro na revista Science.

É fácil não perceber um sapo de vidro em seu ambiente natural. A rã-de-vidro do norte, Hyalinobatrachium fleischmanni, não mede mais do que alguns centímetros e é mais ativa à noite, quando sua pele verde os ajuda a se misturar com as folhas e folhagens circundantes.

Mas esses anfíbios tornam-se verdadeiros mestres da camuflagem durante o dia, quando estão dormindo.

“Quando as rãs de vidro estão em repouso, os seus músculos e pele tornam-se transparentes e os seus ossos, olhos e órgãos internos são tudo o que é visível”, disse Carlos Taboada, pós-doutorando na Duke e co-autor do artigo. “Essas rãs dormem no fundo de folhas grandes e, quando são transparentes, combinam perfeitamente com as cores da vegetação.”

Muitos animais no mar podem mudar a cor da pele ou tornar-se completamente transparentes, mas é uma habilidade muito menos comum em terra. Uma das razões pelas quais a transparência é tão difícil de alcançar é a presença de glóbulos vermelhos no sistema circulatório. Os glóbulos vermelhos são capazes de absorver a luz verde, que é a cor da luz geralmente refletida pelas plantas e outras vegetações. Em troca, estas células ricas em oxigénio reflectem a luz vermelha, tornando o sangue –– e por extensão o sistema circulatório –– altamente visível, especialmente contra uma folha verde brilhante.

Glassfrogs são alguns dos únicos vertebrados terrestres que podem alcançar transparência, o que os tornou alvo de estudo. Taboada começou a estudar sapos de vidro como pós-doutorado no laboratório de Sönke Johnsen, professor de biologia na Duke especializado no estudo da transparência. Trabalhando com Jesse Delia, que viajou pelo mundo coletando diferentes sapos de vidro para o estudo, eles observaram que os glóbulos vermelhos pareciam desaparecer do sangue circulante sempre que os sapos se tornavam transparentes.

Eles realizaram testes de imagem adicionais nos animais, provando através de modelos ópticos que os animais foram capazes de obter transparência porque estavam empurrando os glóbulos vermelhos para fora dos vasos. Ele suspeitou que as células estavam armazenadas em um dos órgãos internos da rã, embalados em uma membrana reflexiva.

Para um animal transparente, sua biologia era chocantemente difícil de decifrar. A pesquisa contou com a experiência de biólogos e engenheiros biomédicos, não apenas da Duke, mas também do Museu Americano de História Natural, da Universidade de Stanford e da Universidade do Sul da Califórnia.

“Se estas rãs estão acordadas, stressadas ou sob anestesia, o seu sistema circulatório está cheio de glóbulos vermelhos e são opacos”, explicou Delia, agora pós-doutoranda no Museu Americano de História Natural. “A única maneira de estudar a transparência é se esses animais dormem felizes, o que é difícil de conseguir em um laboratório de pesquisa. Estávamos realmente batendo a cabeça contra a parede em busca de uma solução.”

Mas Taboada tinha aprendido sobre uma tecnologia de imagem chamada microscopia fotoacústica, ou PAM, quando estudava a biliverdina, o composto que dá a certas espécies de rãs a sua cor verde característica. O PAM envolve disparar um feixe de luz laser seguro no tecido, que é então absorvido pelas moléculas e convertido em ondas ultrassônicas. Essas ondas sonoras são então usadas para criar imagens biomédicas detalhadas das moléculas. A ferramenta de imagem é não invasiva, silenciosa, sensível e, por sorte, está disponível na Duke.

“O PAM é a ferramenta ideal para imagens não invasivas de glóbulos vermelhos porque não é necessário injetar agentes de contraste, o que seria muito difícil para essas rãs”, explicou Junjie Yao, professor assistente de Engenharia Biomédica na Duke, especializado em em tecnologias PAM. “Os próprios glóbulos vermelhos fornecem o contraste, porque diferentes tipos de células absorvem e refletem diferentes comprimentos de onda de luz. Poderíamos otimizar nossos sistemas de imagem para procurar especificamente glóbulos vermelhos e rastrear quanto oxigênio circulava no corpo do sapo.”