Mudanças do clima e comunicação química: efeitos e implicações nas respostas antipredatórias

Abstract

As mudanças do clima começaram a ser observadas em meados do século XX e desde então têm alterado diversas relações ecológicas ao redor do globo. Essas mudanças não poupam nem mesmo as interações presa-predador, nas quais os estressores climáticos podem afetar drasticamente os mecanismos de comunicação química, amplamente utilizados para a detecção de predadores. Tanto o aquecimento global quanto a acidificação oceânica podem prejudicar os processos envolvidos na comunicação química, afetando as etapas de produção, transmissão e recepção do sinal. O estudo dos efeitos desses estressores na interação presa-predador, especialmente na comunicação química, torna-se cada vez mais relevante. Assim, o presente trabalho buscou compreender mais a fundo os mecanismos da comunicação química mediada pela substância de alarme, e os possíveis efeitos do aquecimento e acidificação na recepção do sinal. Inicialmente, investigamos a composição química para elucidar as moléculas responsáveis pela sinalização de risco. Identificamos substâncias nitrogenadas, como esfingolipídeos, aminoácidos e derivados de purina, como principais componentes. Nossos resultados foram corroborados por estudos bioguiados, que demostraram que a fração polar ainda mantinha as respostas de alarme. Em uma segunda etapa do estudo, avaliamos os comportamentos antipredatórios do amboré quando exposto a substância de alarme em condições de temperatura e pH alterados. Os resultados indicam que tanto o aquecimento quanto a acidificação tiveram um impacto significativo no comportamento dos animais em resposta à substância de alarme. Observamos alterações no tempo de permanência em abrigos e no número de investidas dos peixes expostos as condições de aquecimento e acidificação, em comparação com os peixes em condições controle. Dessa forma evidenciamos que a substância de alarme é uma pista polar, provavelmente com os derivados de purina como seus principais componentes bioativos, e demonstramos efeitos evidentes dos estressores climáticos nas respostas comportamentais, algo que pode representar um desafio significativo para a sobrevivência.

The climate changes began to be observed in the mid-20th century and have since altered various ecological relationships around the world. These changes spare not even predator-prey interactions, where climatic stressors can dramatically affect chemical communication mechanisms, widely used for predator detection. Both global warming and ocean acidification can impair the processes involved in chemical communication, affecting the stages of production, transmission, and reception of the signal. Studying the effects of these stressors on predator-prey interaction, especially in chemical communication, becomes increasingly relevant. Thus, the present work sought to understand more deeply the mechanisms of alarm substance-mediated chemical communication, and the possible effects of warming and acidification on signal reception. Initially, we investigated the chemical composition to elucidate the molecules responsible for risk signaling. We identified nitrogenous substances, such as sphingolipids, amino acids, and purine derivatives, as the main components. Our results were corroborated by bioguided studies, which demonstrated that the polar fraction still maintained alarm responses. In the second stage of the study, we evaluated the anti-predatory behaviors of the Frillfin goby when exposed to alarm substance under altered temperature and pH conditions. The results indicate that both warming and acidification had a significant impact on the Frillfin goby behavior in response to the alarm substance. We observed changes in the time inside shelters and the number of bites by fish exposed to warming and acidification conditions, compared to fish under control conditions. Thus, we demonstrated that the alarm substance is a polar cue, likely with purine derivatives as its main bioactive components, and showed the effects of climatic stressors on behavioral responses, which may represent a significant challenge for survival.