Enxofre e Filogeografia Adaptativa.

A filogeografia é uma importante área de pesquisa biológica de caráter multidisciplinar, cujo objetivo é determinar a distribuição geográfica de linhagens genealógicas (Avise et al., 1987). Um ensaio de Martins e Domingues (2011) permite apreender conceitos fundamentais e compreender a situação dessa disciplina no Brasil. O artigo “Adaptive phylogeography: functional divergence between haemoglobins derived from different glacial refugia in the bank vole”, de Petr Kotlík et al. (2014), é um trabalho pioneiro que sugere que padrões filogeográficos podem resultar de processos adaptativos, envolvendo competição e seleção natural.

Nesse estudo, realizado com um pequeno roedor de aproximadamente 10 cm de comprimento — o bank vole (Myodes glareolus, anteriormente Clethrionomys glareolus) — que colonizou a Grã-Bretanha ao final do último período glacial, os autores demonstraram que uma população inicial da espécie, que já havia se espalhado por toda a região, foi substituída no sul da Grã-Bretanha (abrangendo quase toda a Inglaterra) por outra população da mesma espécie, oriunda de um refúgio glacial distinto, já portadora de uma vantagem adaptativa.

Uma diferença fisiológica significativa entre essas duas populações foi a presença, na segunda, de eritrócitos com capacidade antioxidante três vezes maior. Os resultados experimentais indicaram que isso se devia à presença, nos eritrócitos da população da segunda onda de colonização, de um componente hemoglobínico majoritário do tipo β52Cys, em vez de β52Ser, presente na população parcialmente substituída. Estudos estruturais e físico-químicos mostraram que o tiol da β52Cys está amplamente exposto na superfície molecular, possui um pKa baixo e, ao reagir com diamida, promove extensa polimerização por pontes dissulfeto (-S-S-), como demonstrado por sua reversão completa com 2-mercaptoetanol, um reagente redutor de pontes dissulfeto.

O significado evolutivo dessa hemoglobina rica em tióis, presente em uma das populações de bank vole, é atribuído a uma proteção superior em situações que envolvem custo reprodutivo, estresse climático, parasitoses intraeritrocitárias e diabetes — todas condições enfrentadas por populações desses roedores, conforme discutido pelos autores. Hemoglobinas ricas em tióis são definidas como aquelas que possuem oito ou mais resíduos de cisteína por molécula. Nos vertebrados, o número de cisteínas por hemoglobina varia de zero a cerca de dezoito. Crocodilos, tubarões e tartarugas de água doce estão entre os táxons com maior conteúdo de resíduos cisteínicos (grupo -SH, tiol, sulfidrila, mercaptano) em algumas de suas hemoglobinas, sendo que alguns desses tióis estão totalmente expostos na superfície molecular, o que pode torná-los altamente reativos.

Vale destacar que hemoglobinas ricas em tióis ocorrem em outros táxons e espécies de vertebrados. A razão de sua fixação evolutiva geralmente não está claramente determinada. No entanto, a afirmação de que “o enxofre faz campeões” parece amplamente justificada, uma vez que resistência a condições ambientais extremas, bem como desempenho físico excepcional, são frequentemente observados em espécies portadoras de hemoglobinas ricas em tióis.

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