A4 Alteração da Linha Lateral

Tópico

A linha lateral é o sistema de detecção ambiental hidromecânica mais sensível dos peixes, capaz de detectar perturbações na velocidade do fluxo de apenas um micrômetro por segundo. Essa sensibilidade depende de dois tipos de receptores, os neuromastos, distribuídos em canais sob a pele e também na superfície do corpo. A linha lateral se degrada de três maneiras distintas: sedimentos em suspensão bloqueiam fisicamente os canais da linha lateral ou cobrem os neuromastos da superfície; contaminantes químicos, como surfactantes, metais pesados ​​ou anestésicos como o MS-222, alteram a eletrofisiologia das células ciliadas que compõem cada neuromasto; e a exposição a altos níveis de antibióticos aminoglicosídeos destrói irreversivelmente essas mesmas células ciliadas, diferentemente dos outros contaminantes, que apenas alteram sua função sem destruí-las.

O bloqueio por sedimentos atua fisicamente no canal da linha lateral, que pode ser entendido como um tubo que o sedimento obstrui parcialmente. À medida que mais sedimentos são depositados dentro do canal, a resistência hidráulica ao fluxo dentro desse canal aumenta, e esse aumento de resistência reduz a velocidade do fluxo interno que normalmente estimula os neuromastos canalizados. Se o canal ficar completamente obstruído, os neuromastos canalizados deixam de responder a estímulos externos, independentemente da intensidade da perturbação do fluxo circundante. O limiar de detecção da linha lateral aumenta em proporção direta ao grau de obstrução do canal: quanto mais sedimentos se acumulam, mais intensa deve ser a perturbação do fluxo para que o peixe a perceba.

A degradação química das células ciliadas, por outro lado, afeta o número efetivo de células funcionais na linha lateral: quanto mais células ciliadas forem alteradas ou destruídas por poluentes ou aminoglicosídeos, menor será o número efetivo de células funcionais. Essa redução, por sua vez, diminui a relação sinal-ruído de todo o sistema, porque a linha lateral constrói sua sensibilidade somando os sinais independentes de muitas células ciliadas simultaneamente. No entanto, essa queda na relação sinal-ruído não é proporcional à queda no número de células: ela é mais gradual, porque a relação sinal-ruído depende da raiz quadrada do número de células funcionais, portanto, perder uma fração das células ciliadas reduz a sensibilidade do sistema em uma proporção menor do que essa mesma fração.

Tanto o bloqueio mecânico por sedimentos quanto a degradação química das células ciliadas resultam na mesma perda da função da linha lateral, e essa perda de função prejudica três capacidades dos peixes que dependem diretamente dela: a capacidade de detectar presas no escuro, onde a linha lateral substitui a visão; a capacidade de manter a posição em uma correnteza por meio da reorientação reostática, que depende da percepção da direção do fluxo; e a capacidade de coordenar a natação dentro de um cardume, aproveitando os redemoinhos criados por peixes vizinhos, o que requer a detecção precisa desses redemoinhos.

Quando a linha lateral perde completamente sua função, seus efeitos tornam-se claramente mensuráveis: a ablação total da linha lateral aumenta o limiar de detecção de presas de dez a cem vezes em comparação com um peixe com a linha lateral intacta e impede completamente que o peixe coordene sua natação aproveitando os redemoinhos criados por seus vizinhos. Isso, por sua vez, aumenta o custo de transporte do peixe ao nadar em águas correntes em vinte a cinquenta por cento. Assim, um sistema capaz de perceber mínimas perturbações no fluxo, como descrito no início, acaba — quando degradado por sedimentos, poluentes químicos ou antibióticos — deixando o peixe sem a sensibilidade hidromecânica necessária para se alimentar, orientar-se na correnteza e nadar eficientemente ao lado de outros peixes.

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