Mesmo que as águas-vivas não tenham cérebro, os cientistas descobriram uma maneira de ler suas mentes – por assim dizer.
Com alguns ajustes genéticos inteligentes, agora podemos observar como os neurônios em uma espécie minúscula de água-viva transparente trabalham juntos para fazer movimentos autônomos complexos, como agarrar e comer presas.
Clytia hemisphaerica é o modelo perfeito para estudar esse tipo de comportamento. Como essa espécie específica de água-viva é tão pequena (apenas cerca de um centímetro de diâmetro), todo o seu sistema nervoso pode caber facilmente em um microscópio.
Seu genoma também é bastante simples e seu corpo transparente contém apenas cerca de 10.000 neurônios, o que torna mais fácil rastrear mensagens neurais.
Quando os pesquisadores modificaram geneticamente a água-viva C. hemisphaerica para que seus neurônios brilhassem quando ativados, eles encontraram um “grau imprevisto de organização neural estruturada”.
O sistema nervoso das águas-vivas se desenvolveu há mais de 500 milhões de anos e mudou muito pouco desde então. Em comparação com os cérebros dos animais hoje, os neurônios nesses ‘fósseis vivos’ são organizados de uma maneira muito mais simples.
Não existe um sistema centralizado que coordene todos os movimentos da criatura, então como ela consegue fazer alguma coisa?
A nova pesquisa sugere que os neurônios de C. hemisphaerica estão dispostos em uma rede semelhante a um guarda-chuva, que reflete de perto seu corpo. Esses neurônios são então divididos em fatias, quase como uma torta.
Cada tentáculo na borda do sino da água-viva é conectado a uma dessas fatias. Portanto, quando os braços da água-viva detectam e capturam a presa, como o camarão-d’água, os neurônios dessa fatia são ativados em uma sequência específica.
Primeiro, os neurônios na borda da fatia da torta enviam mensagens aos neurônios do meio, onde a boca da água-viva está localizada.
Isso faz com que a borda da fatia da torta vire para dentro em direção à boca, trazendo o tentáculo junto com ela. Enquanto isso, a boca, por sua vez, “aponta” para a comida que chega. O vídeo abaixo mostra o comportamento em ação.
Um minuto depois de serem apresentados à artémia, os autores descobriram que 96% das águas-vivas tentaram essa “transferência de alimento” e 88% tiveram sucesso. Praticamente todos os camarões de água salgada foram eventualmente comidos pelas criaturas que usam esse comportamento alimentar.
Para descobrir quais neurônios estão desencadeando especificamente esse efeito dominó, os pesquisadores deletaram um tipo de neurônios chamados neurônios RFa + na borda da fatia da torta. Quando eles fizeram isso, o dobramento interno assimétrico do sino da água-viva não ocorreu, e a transferência do camarão dos tentáculos para a boca não aconteceu.
“Assim”, escrevem os autores, “os neurônios RFa + são necessários tanto para o dobramento das margens induzido por alimentos quanto para os quimicamente induzidos. Em contraste, nadar e se dobrar não foram perturbados, sugerindo que outros tipos de células neurais controlam esses comportamentos.”
Para ver como os neurônios que controlam a boca se comunicam com os neurônios que controlam o sino da água-viva e vice-versa, os pesquisadores começaram a remover cirurgicamente certas partes do corpo.
Quando as bocas das águas-vivas foram removidas da equação, as criaturas continuaram tentando passar comida de seus tentáculos para suas bocas inexistentes.
Mesmo quando os tentáculos de uma água-viva eram removidos, os extratos químicos de camarão introduzidos em um tanque ainda podiam fazer a boca se voltar para a fonte de alimento.
As descobertas sugerem que certos comportamentos de água-viva são coordenados por diferentes grupos de neurônios organizados funcionalmente, localizados ao redor da circunferência do guarda-chuva.
A rede neuronal que conecta o sino da água-viva à boca, por exemplo, também pode se conectar ao sistema digestivo.
Quando as águas-vivas do estudo foram privadas de comida, os autores descobriram que capturavam as presas mais rápido do que quando não estavam com tanta fome.
Isso indica algum tipo de feedback neural, que está deixando a água-viva ‘saber’ que precisa encher seu sistema digestivo, colocando outras redes específicas de ‘alimentação’ em alerta máximo.
“Se esta visão hierárquica estiver correta, comportamentos coordenados em organismos sem um cérebro central podem ter surgido pela duplicação e modificação de módulos autônomos menores para formar supermódulos que interagem funcionalmente”, sugerem os autores.
“Como essas interações são alcançadas ainda está para ser determinado.”
Publicado em 03/12/2021 11h38
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