Os peixes-gelo da família Channichthyidae evoluíram no Oceano Austral sem produzir hemoglobina e eritrócitos (glóbulos vermelhos) maduros após sofrerem perdas gênicas sob frio constante. Um estudo genômico comparativo publicado em 25 de setembro de 2026 na revista científica BMC Genomics analisou 11 espécies antárticas e identificou mutações que interrompem a maturação das células sanguíneas nesses animais, os únicos vertebrados conhecidos capazes de sobreviver na fase adulta com sangue transparente.
O trabalho de setembro de 2026 foi conduzido por Vinita Lamba, pesquisadora do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade do Arkansas e primeira autora do artigo, em parceria com Andrew J. Alverson, Xuan Zhuang, também pesquisadora da Universidade do Arkansas, e Jacob M. Daane, professor no Departamento de Biologia e Bioquímica da Universidade de Houston. Os dados complementam descobertas anteriores lideradas por Daane na revista PLOS Genetics, em 27 de outubro de 2020, que demonstraram como o resfriamento polar viabilizou essa condição biológica. “No gélido e rico em oxigênio Oceano Austral, os peixes-gelo antárticos (Channichthyidae; Notothenioidei) evoluíram a capacidade de sobreviver sem produzir eritrócitos e hemoglobina, o sistema de transporte de oxigênio de praticamente todos os vertebrados”, afirmaram Daane e seus coautores, em tradução livre.
Mutações no gene vps4a e falhas celulares nos peixes-gelo da família Channichthyidae
Na investigação publicada na BMC Genomics sob o título “Gene loss under constant cold reveals natural knockout loci in Antarctic notothenioid fishes” (cujo preprint, versão prévia sem revisão por pares, havia sido disponibilizado no repositório bioRxiv em 10 de junho de 2026), os cientistas compararam 11 espécies de crionototenioides antárticos com 4 grupos externos de peixes. A equipe mapeou inativações gênicas naturais, chamadas no meio científico de “natural knockouts”, acumuladas ao longo da evolução em águas geladas. Entre as alterações, o estudo identificou a perda do potencial codificante do gene vps4a e constatou que os animais retêm células progenitoras eritroides precoces no tecido hematopoiético (responsável pela formação do sangue), mas a maturação dessas células falha nos estágios seguintes, impedindo a formação de glóbulos vermelhos funcionais.
Acompanhe: Filme “Antártida” com Marina Ruy Barbosa e Lázarp Ramos chega aos cinemas
O mecanismo regulatório por trás dessa perda já havia sido investigado no estudo de 27 de outubro de 2020 na PLOS Genetics, que teve como coautor sênior H. William Detrich III, pesquisador do Departamento de Ciências Marinhas e Ambientais da Northeastern University, e contou com Matthew P. Harris, pesquisador do Departamento de Genética da Harvard Medical School e do Boston Children’s Hospital. A equipe descobriu mutações truncadas (que interrompem a leitura completa do código genético) em genes com atuação altamente restrita à linhagem sanguínea, como os das cadeias de alfa e beta-globinas, rhd, alas2 e hemgn. Por outro lado, genes eritroides clássicos que possuem pleiotropia — propriedade de um mesmo gene exercer múltiplas funções em diferentes tecidos e órgãos do corpo — foram preservados no genoma para não comprometer o desenvolvimento de outras partes do organismo.
Leia também: Genética de morcegos explica longa vida e defesa contra o câncer
Cronologia das publicações e números fisiológicos dos peixes-gelo
A adaptação ao ambiente polar envolve marcos temporais de pesquisa genética e alterações profundas nas medidas cardiovasculares e ecológicas da família Channichthyidae no Oceano Austral:
Continue lendo: Gelo da Antártida revela causa do resfriamento da Terra
- 27 de outubro de 2020: publicação do estudo sobre restrições de desenvolvimento e perda de eritrócitos na revista PLOS Genetics.
- 10 de junho de 2026: depósito da versão preliminar do estudo sobre perda de genes sob frio constante no repositório bioRxiv.
- 25 de setembro de 2026: publicação do artigo revisado por pares na revista científica BMC Genomics com a análise de 11 espécies antárticas e 4 grupos externos.
- 16 espécies: total de espécies de peixes-gelo da família Channichthyidae conhecidas por não possuírem hemoglobina na fase adulta.
- 90%: proporção aproximada da fauna e da biomassa total de peixes na plataforma continental da Antártida representada pela subordem Notothenioidei.
- 2 a 4 vezes maior: volume total de sangue dos peixes-gelo em comparação ao de peixes teleósteos (peixes ósseos comuns) de sangue vermelho.
- 6 a 15 vezes maior: volume sistólico (quantidade de sangue bombeada pelo coração a cada batimento) do peixe-gelo frente ao de outros peixes teleósteos.
Como o oxigênio circula nos peixes-gelo sem a presença de hemoglobina?
Em águas temperadas ou tropicais, a ausência da proteína transportadora hemoglobina provocaria asfixia imediata em qualquer animal vertebrado. No Oceano Austral, porém, as correntes marinhas mantêm a água líquida em temperaturas abaixo de zero grau, condição física que aumenta a solubilidade dos gases e cria um ambiente altamente saturado de oxigênio. Nos peixes-gelo, como a espécie Chaenocephalus aceratus, o gás oxigênio entra na circulação e viaja diretamente dissolvido no plasma sanguíneo aquoso e transparente, sem necessitar de células vermelhas para fazer o transporte até os tecidos.
Saiba mais: Osso guardado por quase quarenta anos revela titanossauro inédito na Antártida
Para evitar o congelamento interno dos fluidos corporais, as espécies da família Channichthyidae contam com a expansão de genes que produzem glicoproteínas anticongelantes, impedindo a formação de cristais de gelo no sangue e nos órgãos. Além disso, como o transporte físico de oxigênio diluído no plasma é menos eficiente por unidade de volume do que o transporte químico via hemoglobina, esses animais desenvolveram uma ampla remodelação vascular, com vasos sanguíneos de maior calibre, maior densidade capilar e um coração hipertrofiado de grande massa muscular. Embora a falta de glóbulos vermelhos reduza a viscosidade do sangue nas baixas temperaturas, estudos fisiológicos demonstram que manter a circulação desse grande volume líquido exige o dobro do gasto energético cardíaco registrado em peixes nototenioides de sangue vermelho.
Resfriamento do Oceano Austral e limites térmicos de Chaenocephalus aceratus
Os peixes da subordem Notothenioidei diversificaram-se a partir de um ancestral comum há cerca de 22 milhões de anos e hoje somam entre 120 e 140 espécies no Oceano Austral. A análise dos elementos não codificantes conservados (CNEs, regiões do DNA que regulam a ativação de genes) mostrou que a desativação genética da produção de sangue vermelho não ocorreu no início dessa ramificação. “Em contraste com as adaptações de flutuabilidade neste clado, descobrimos que a seleção relaxada nas regiões genéticas que controlam a eritropoiese evoluiu apenas após o resfriamento sustentado no Oceano Austral”, declararam Jacob M. Daane e seus colaboradores no artigo da PLOS Genetics, em tradução livre.
Dados paleoclimáticos e testes de tolerância fisiológica confirmam que o fenótipo sem eritrócitos seria inviável antes do resfriamento polar. As temperaturas máximas térmicas críticas (CTmax, o limite de calor suportado antes do colapso biológico) medidas em espécies atuais como o Chaenocephalus aceratus (13,9 ± 0,4 °C) e o Chionodraco rastrospinosus (13,3 ± 0,2 °C) eram superadas pelas temperaturas das águas oceânicas antes e durante a transição climática do Mioceno Médio. Na medicina e na biologia comparada, o mapeamento dessas mutações e das rotas de oxigenação nos peixes-gelo fornece um modelo biológico natural para cientistas que investigam quadros de anemia severa e adaptações a doenças cardiovasculares em humanos.
