Em 1906, o zoólogo Herbert Spencer Jennings relatou uma descoberta notável. Ele encontrou um exemplo de comportamento inteligente em um organismo de água doce feito de apenas uma célula, conhecida como Stentor roeseli.
Quando estimulada ao microscópio, essa criatura incolor e do tipo similar a um trompete, foi capaz de tomar decisões complexas, afirmou Jennings. O organismo estava mudando sua resposta de acordo com uma hierarquia de comportamentos, mesmo sem a ajuda de um sistema nervoso.
Foi e é um dos comportamentos mais complexos já relatados em uma célula isolada nucleada – exceto que ninguém depois poderia replicar os resultados. Por fim, a ideia foi descartada. Agora, após décadas de negativa, parece que Jennings pode estar certo o tempo todo.
Após estímulo, os pesquisadores modernos descobriram que S. roeseli exibe cada um dos comportamentos descritos pelo zoólogo todos esses anos atrás, acrescentando evidências convincentes à sua teoria há muito dispensada.
“O que é particularmente fascinante sobre o que Jennings descreveu é que mostra complexas tomadas de decisão, com o organismo efetivamente ‘mudando de idéia’ quanto ao que faz em resposta ao mesmo estímulo”, diz o biólogo Jeremy Gunawardena, da Harvard Medical School.
“Normalmente pensamos que esse comportamento cognitivo autônomo ocorre em organismos multicelulares com sistemas nervosos, mas aqui vemos que organismos unicelulares também têm essas capacidades”.
Os ciliados são criaturas extraordinariamente complexas que há muito fascinam os cientistas. Sabe-se que esses organismos mostram “respostas de evasão” a certos estressores, para que possam recuar e girar quando se chocam contra uma parede ou nadar mais rápido quando sentem um predador na água próxima.
Mas enquanto outros protozoários exibem comportamentos simples de sobrevivência como caça, navegação e acasalamento, S. roeseli aparece à frente do grupo evolutivamente falando.
Quando uma célula Stentor normal é tocada repetidamente, por exemplo, torna-se cada vez menos provável a contração. Essa resposta é conhecida como habituação, que é uma forma de aprendizado não associativo. Mas o que Jennings notou com S. roeseli foi diferente.
Quando um produto químico estimula essa espécie em particular, a célula primeiro se torce e se dobra, afastando sua ‘boca’. Se o ataque continuar, a célula bate em seus cílios para impedir que algo se aproxime de sua região oral. Se ainda não tiver êxito, a célula se contrai. E se nenhuma dessas etapas funcionar, o organismo geralmente imóvel se desprende completamente de sua fundação.
Essa sequência de três etapas de comportamentos distintos foi o que levou Jennings a suspeitar de uma hierarquia de comportamentos. E agora, pela primeira vez desde então, os resultados foram replicados.
Ao contrário dos estudos anteriores, que foram baseados em outras espécies de ciliados unicelulares, desta vez, os cientistas colocaram o organismo correto sob o microscópio várias vezes ao longo de vários meses.
Com S. roeseli em solução, a equipe entregou um gatilho químico em uma série de pulsos, enquanto filmava a reação do organismo a cada um. Após 60 estímulos controlados, as respostas do organismo foram analisadas qualitativa e quantitativamente.
No final, foi exatamente como Jennings descreveu. Esses organismos estavam se comportando de maneira distinta da habituação e condicionamento normais.
“Consideramos a hierarquia de comportamento como uma forma de tomada de decisão sequencial, no sentido de que, quando recebida repetidamente estímulos semelhantes, o organismo ‘muda de idéia’ sobre qual resposta dar, seguindo a hierarquia observada”, explicam os autores.
Essa alternância entre modos comportamentais sugere um nível de tomada de decisão complexa, normalmente reservado para pessoas com sistema nervoso. Um século atrás, isso levou Jennings e outro cientista Jacques Loeb a uma amarga batalha sobre se a vida era apenas físico-química ou se existia algo como agência celular.
O biólogo de sistemas Scott Coyle, que não participou do estudo, acha que isso está além do ponto. Enquanto ele concorda que esses novos resultados sugerem que existe algum tipo de hierarquia comportamental, ele encontra a alegação de que esse organismo pode “mudar de idéia” antropomórfico.
“Para mim, dizer que a célula está ‘mudando de idéia’ ou que ‘aprendizado’ não é muito significativo ou empolgante, comparado a descobrir os detalhes subjacentes de como a hierarquia é realmente codificada em termos de seus sistemas moleculares”. Coyle disse à ScienceAlert.
“Tenho certeza que algumas pessoas acham essas discussões interessantes, mas para mim elas apenas atrapalham as coisas e provocam argumentos semânticos sobre se algo é uma ‘máquina’ ou se há alguma ‘vitalidade'”.
Afinal, é difícil atribuir qualquer tipo de agência a um organismo que toma decisões com base no acaso. No estudo, por exemplo, a ‘escolha’ de S. roeseli de contrair ou desanexar foi consistente com o lançamento justo de uma moeda e, embora isso seja reconhecidamente impressionante para um organismo unicelular, é uma maneira bastante restrita de ‘mudar seu mente’.
Ainda não se sabe como o organismo vira essa moeda imaginária, e os autores podem apenas especular sobre qual vantagem evolutiva ela poderia ter tido.
Talvez tenha surgido como uma maneira de encontrar um parceiro adequado, ou talvez agora sirva como uma maneira de evitar o caro preço do desapego depois que um bom local de vida for encontrado.
Essas são perguntas intrigantes, mas são os mecanismos da hierarquia que realmente fascinam Coyle. Por exemplo, ele sugere, talvez o estímulo esteja alterando a disponibilidade dos canais iônicos, fazendo com que rodadas posteriores de ataque produzam resultados diferentes.
“Mecanisticamente, pode-se imaginar que as respostas flexão / ciliares à perturbação precoce levam a mudanças de estado dentro da célula, o que a torna mais preparada para realizar contrações ou comportamentos de desapego”, disse Coyle ao ScienceAlert.
“Isso para mim reflete uma interessante codificação mecanicista da hierarquia que será interessante analisar em um nível mais profundo”.
Publicado em 08/12/2019
Artigo original:
- https://www.sciencealert.com/this-single-celled-animal-can-make-complex-decisions-even-without-a-nervous-system
- https://www.sciencenews.org/article/single-celled-protist-reacts-threats-surprisingly-complex-ways
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