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bioluminescência

Ritmo biológico controla brilho de cogumelos

Função ecológica parece estar por trás de luminosidade maior à noite, seguindo ciclo de cerca de 24 horas

Três fases do crescimento de Neonothopanus gardneri

Cassius Stevani/IQ-USPTrês fases do crescimento de Neonothopanus gardneriCassius Stevani/IQ-USP

Em noite de lua nova, se tornam mais óbvias as luzes verdes ao pé de palmeiras-babaçu na região do município de Altos, no Piauí. São os cogumelos da espécie Neonothopanus gardneri, também conhecidos como “flor de coco”. O químico Cassius Stevani, da Universidade de São Paulo (USP), já tinha mostrado que eles emitem luz por meio de reações químicas como se fossem vagalumes, mas sem piscar (ver Pesquisa FAPESP nº 168). Agora, continuando a linha de estudos que segue desde 2002, ele e colaboradores mostraram que a luminosidade emitida por esses fungos segue um ritmo de cerca de 24 horas, segundo artigo de capa da revista Current Biology, publicado anteriormente na sua versão on-line (19 de março).

Para investigar o ritmo biológico da espécie durante pós-doutorado no laboratório de Stevani, o químico Anderson Oliveira embarcou para o Darthmouth College, nos Estados Unidos, com alguns frascos com cultura de filamentos do fungo (micélio) na bagagem. Lá, pôs em prática uma colaboração com o biólogo Jay Dunlap, cujo laboratório é especializado em entender como funciona a noção do tempo em diversos organismos.

Current BiologyDepois de detectar o ritmo circadiano de emissão de luz – com variações fixas num ciclo de aproximadamente 24 horas – Oliveira, agora professor no Instituto Oceanográfico da USP, mediu as quantidades das substâncias químicas responsáveis pela emissão de luz: luciferina, luciferase e redutase. As duas últimas são enzimas que, na presença de oxigênio e com ajuda das coenzimas NADH e NADPH, oxidam a primeira (o substrato), numa reação química que libera luz. O experimento mostrou que os níveis dessas substâncias também variam de acordo com o ciclo luminoso. “A emissão de luz é controlada em nível molecular por concentração e atividade das enzimas e quantidade de substrato”, explica Stevani. Para ele, o indício de que esse fungo apresenta uma regulação genética no sentido de produzir mais luz quando está mais escuro indica que o brilho tem uma função para o organismo.

Entender essa função exige uma incursão no campo da ecologia, o que tem sido feito pelo bioquímico norte-americano Hans Waldenmaier. Como parte de seu doutorado com Stevani, ele levou para a floresta cogumelos de acrílico revestidos de cola e munidos de lâmpadas de LED verde, que emitem luz de intensidade semelhante à de N. gardneri. Uma série de insetos, entre besouros, moscas, vespas e outros, ficaram presos à cola iluminada de verde. Cogumelos experimentais semelhantes, mas de luz apagada, capturaram uma quantidade muito menor de insetos. “Imaginamos que os animais atraídos pela luz ajudem a disseminar os esporos dos cogumelos, uma função importante principalmente em florestas onde o vento é escasso”, diz Stevani.

Neste momento, seu grupo está participando de filmagens das interações de cogumelos N. gardneri com insetos e aranhas para o documentário One Planet, feito em várias regiões do mundo pelo canal britânico de televisão BBC. O resultado deve ser exibido até o final de 2016. Nos próximos tempos, o químico da USP continuará seu namoro com a biologia, tanto em estudos ecológicos como na busca por entender como genes de atividade ritmada conseguem controlar a bioluminescência dos cogumelos.

Projeto
Bioluminescência em fungos: levantamento de espécies, estudo mecanístico & ensaios toxicológicos (13/16885-1); Pesquisador responsável Cassius Vinicius Stevani (IQ-USP);  Modalidade Auxílio Regular a Projeto de Pesquisa; Investimento R$431.880,98

Artigo científico
OLIVEIRA, A. G. et al. Circadian control sheds light on fungal bioluminescence. Current Biology, on-line 19 mar 2015.