“Who did you eat before I ate you?”: a metagenomic analysis of gut contents of the Arctic lamprey (Lethenteron camtschaticum) during its feeding phase (Gulf of Ob, Kara Sea)
Este estudo utilizou o sequenciamento metagenômico shotgun de conteúdos intestinais de lampreias do Ártico no Golfo de Ob para identificar os peixes brancos (Coregonus) como sua principal presa, demonstrando a utilidade do método para elucidar a ecologia alimentar regional ao mesmo tempo em que destaca a necessidade de bancos de dados de referência curados e específicos de cada localidade.
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Nas águas frias e escuras do Ártico, um peixe sem mandíbula conhecido como lampreia vive há centenas de milhões de anos, sobrevivendo ao se fixar em outros peixes e alimentando-se de seu sangue e carne. Embora essas criaturas sejam antigas e bem conhecidas, os cientistas há muito lutam para entender exatamente o que elas comem em regiões específicas. Os métodos tradicionais de observar o interior do estômago de uma lampreia frequentemente falham porque os tecidos moles de sua presa são digeridos tão rapidamente que não restam ossos ou escamas para identificar a refeição. Para resolver isso, pesquisadores recorreram a uma técnica moderna chamada metagenômica shotgun. Em vez de procurar restos físicos, este método lê o código genético, ou DNA, encontrado dentro do conteúdo intestinal. Ao sequenciar cada fragmento de material genético presente, os cientistas podem identificar a espécie do peixe que foi comido, mesmo que a refeição tenha sido reduzida a uma pasta líquida. Compreender essas dietas é crucial para gerir as populações de peixes e manter o equilíbrio das teias alimentares marinhas, especialmente no ambiente do Ártico, que muda rapidamente.
Em agosto de 2018, pesquisadores coletaram duas lampreias árticas no Golfo de Ob, um enorme estuário no Mar de Kara, na Rússia. Esses peixes foram capturados como parte de um levantamento de pesquisa padrão, e seus conteúdos intestinais foram cuidadosamente preservados para análise. O material dentro deles não era uma coleção de partes reconhecíveis, mas uma pasta semidigerida, castanho-avermelhada, consistente com sangue e tecido muscular esmagado. Para descobrir a identidade da última refeição das lampreias, a equipe extraiu todo o DNA dessa pasta e o sequenciou usando um método poderoso que lê milhões de fragmentos genéticos de uma só vez. O desafio era que o intestino continha uma mistura de DNA da própria lampreia, bactérias e dos pesquisadores que manipularam as amostras, todos os quais tinham que ser filtrados para revelar o verdadeiro sinal dietético.
Após remover o ruído genético de humanos, bactérias e do hospedeiro lampreia, os dados restantes revelaram um quadro claro do que esses predadores consumiram. A análise mostrou que a principal fonte de alimento para a lampreia ártica nesta região é o peixe-branco, um grande grupo de peixes pertencente ao gênero Coregonus. Em uma das lampreias, o DNA do peixe-branco constituía quase dois terços do material genético de peixes identificável, enquanto na outra, representava mais de quatro quintos. Essa descoberta confirma que, no Golfo de Ob, essas lampreias atuam como predadores de peixes grandes e abundantes, em vez de apenas parasitas de espécies menores. O estudo também detectou traços de outros peixes, incluindo o peixe-espinhento de nove espinhos, o char ártico e membros da família do bacalhau, embora estes tenham aparecido em quantidades muito menores.
Os pesquisadores tiveram que ser cuidadosos ao interpretar esses resultados porque as bases de dados genéticos que utilizaram para identificar os peixes não eram perfeitas. Os dados iniciais continham correspondências genéticas com espécies de peixes que não vivem no Ártico, como espécies tropicais encontradas nas Américas ou na África. Estes foram identificados como erros causados por lacunas nas bibliotecas de referência científica, que são fortemente enviesadas para peixes bem estudados e economicamente importantes, e carecem de dados suficientes sobre as espécies do Ártico. Para corrigir isso, a equipe desenvolveu um sistema que pesava os achados genéticos em relação ao que é conhecido sobre os peixes que realmente vivem no Golfo de Ob. Essa abordagem permitiu que eles descartassem com confiança as correspondências exóticas e impossíveis e se concentrassem nas espécies locais que estavam genuinamente presentes nos intestinos das lampreias.
A dieta encontrada no Golfo de Ob apresenta um forte contraste com o que tem sido observado em outras partes do mundo. No Mar de Bering, por exemplo, as lampreias árticas têm sido encontradas alimentando-se principalmente de pequenos peixes em cardumes, como o capelim e a arenque. As lampreias do Ártico russo, no entanto, estão claramente visando o peixe-branco grande que domina suas águas locais. Essa diferença destaca a flexibilidade dos hábitos alimentares da lampreia; elas não se prendem a um único tipo de presa, mas se adaptam ao que há de maior e mais nutritivo disponível em seu ambiente específico. O estudo também observou que os dois indivíduos examinados tinham dietas ligeiramente diferentes, com um tendo comido uma mistura mais variada de peixes e o outro tendo se alimentado quase exclusivamente de peixe-branco. Isso sugere que o histórico de alimentação individual e a disponibilidade local desempenham um papel significativo no que cada lampreia come.
Embora o estudo forneça o primeiro vislumbre molecular da dieta das lampreias árticas no Ártico europeu, os autores reconhecem que o tamanho da amostra foi muito pequeno, consistindo de apenas dois peixes de um único local e período. Eles alertam que este é um olhar exploratório sobre a ecologia alimentar da espécie, e não um censo completo de sua dieta. A presença de algum DNA de peixe, como o do peixe-espinhento, também pode ser o resultado de consumo secundário, significando que a lampreia pode ter comido um peixe que havia comido recentemente um peixe-espinhento, em vez de comer o peixe-espinhento diretamente. Apesar dessas limitações, a pesquisa demonstrou com sucesso que a metagenômica shotgun é uma ferramenta poderosa para estudar as dietas de animais onde os métodos tradicionais falham. Também ressalta a necessidade urgente de os cientistas construírem bibliotecas genéticas melhores e mais completas para as espécies do Ártico, a fim de garantir que estudos futuros possam identificar presas com ainda maior precisão.
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