Terremoto no Japão provoca mistura de espécies de peixes isoladas por 680 mil anos

O terremoto e o tsunami de 2011 no Japão provocaram a mistura de populações de peixes que permaneceram isoladas por cerca de 680 mil anos. O evento natural deslocou indivíduos para fora de seus habitats habituais, criando lagoas na localidade de Otsuchi onde espécies distintas passaram a coexistir. O fenômeno permitiu que pesquisadores do Instituto Nacional de Genética do Japão observassem, em tempo real, a atuação da seleção natural após a remoção repentina de uma barreira geográfica.

O processo de hibridização

A catástrofe arrastou exemplares de Gasterosteus nipponicus, espécie nativa do mar japonês, para as lagoas, onde encontraram o Gasterosteus aculeatus, adaptado à água doce. Embora separadas por centenas de milhares de anos, as duas linhagens mantinham a capacidade de reprodução cruzada. Inicialmente, as depressões formadas pelo afundamento do terreno e pelas ondas continham água salgada, mas a precipitação transformou esses locais em ambientes predominantemente de água doce, facilitando a mistura das populações.

Em 2012, a primeira análise realizada no centro de Otsuchi revelou que 38% dos peixes eram híbridos, possuindo ascendência tanto marinha quanto de água doce. Esse dado evidenciou a rapidez com que um desastre natural pode romper isolamentos genéticos milenares.

A seleção natural e a perda genética

Apesar da hibridização inicial, o equilíbrio genético mostrou-se instável. Ao longo de aproximadamente 10 gerações — considerando que a reprodução ocorre anualmente —, o DNA de Gasterosteus nipponicus começou a desaparecer. Em 2020, os exemplares analisados eram quase geneticamente idênticos ao Gasterosteus aculeatus que nunca teve contato com a espécie marinha.

A velocidade dessa mudança superou as expectativas dos cientistas, sendo superior ao que seria causado apenas pela deriva genética aleatória. A seleção natural atuou de forma específica no genoma, eliminando rapidamente regiões de origem marinha ligadas a:

• Adaptação à água doce;
• Migração para o mar;
• Escolha de parceiros;
• Fertilidade dos machos híbridos.

Variantes genéticas herdadas dos ancestrais de água doce conferiram vantagem reprodutiva, enquanto a herança do Gasterosteus nipponicus tornou-se desvantajosa devido à impossibilidade de acesso ao oceano.

Implicações científicas

Takuya Hosoki e Jun Kitano observaram que a eliminação rápida de regiões genômicas associadas a barreiras reprodutivas foi inesperada. Além disso, notaram que mesmo variantes que não prejudicavam a sobrevivência na água doce diminuíram com o tempo, sugerindo que a separação entre espécies pode ser restabelecida rapidamente após períodos de hibridização intensa.

O estudo, publicado na Nature Ecology & Evolution, oferece um registro raro de um processo que geralmente só é reconstruído por cientistas após milhares de gerações. O caso remete ao terremoto do Alasca em 1964, onde peixes marinhos isolados em águas que se tornaram doces apresentaram diferenças genéticas após meio século. No entanto, em Otsuchi, a reversão da mistura genética de linhagens separadas por 680 mil anos ocorreu em apenas 10 gerações.