10/11/2022 - 12:10
Os cefalópodes – que incluem polvos, lulas e seus primos sépias – são capazes de alguns comportamentos verdadeiramente carismáticos. Eles podem processar informações rapidamente para transformar forma, cor e até textura, misturando-se com o ambiente. Eles também podem se comunicar, mostrar sinais de aprendizado espacial e usar ferramentas para resolver problemas. Eles são tão inteligentes que podem até ficar entediados.
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Não é segredo o que torna isso possível: os cefalópodes têm o cérebro mais complexo de todos os invertebrados do planeta. O que permanece misterioso, no entanto, é o processo de desenvolvimento. Basicamente, os cientistas há muito se perguntam como os cefalópodes obtêm seus grandes cérebros. Um laboratório da Universidade Harvard (EUA) que estuda o sistema visual dessas criaturas de corpo mole – que é onde dois terços de seu tecido de processamento central estão focados – acredita ter chegado perto de descobrir isso. O processo, dizem eles, parece surpreendentemente familiar.
Em um estudo publicado na revista Current Biology, pesquisadores do Centro FAS de Sistemas de Biologia da Universidade Harvard descrevem como usaram uma nova técnica de imagem ao vivo para observar os neurônios sendo criados no embrião quase em tempo real. Eles foram então capazes de rastrear essas células através do desenvolvimento do sistema nervoso na retina. O que eles viram os surpreendeu.
Este é um exemplo dos dados de imagem ao vivo gerados neste artigo. As membranas das células do olho são marcadas com um corante fluorescente, permitindo que os pesquisadores visualizem o comportamento celular individual durante o desenvolvimento. Crédito: Kristen Koenig
Maneira estranhamente semelhante
As células-tronco neurais que eles rastrearam se comportaram de maneira estranhamente semelhante à maneira como essas células se comportam em vertebrados durante o desenvolvimento de seus sistemas nervosos. Isso sugere que vertebrados e cefalópodes, apesar de divergirem uns dos outros 500 milhões de anos atrás, não estão apenas usando mecanismos semelhantes para fazer seus grandes cérebros, mas que esse processo e a maneira como as células agem, se dividem e são moldadas podem essencialmente definir o projeto requerido para desenvolver esse tipo de sistema nervoso.
“Nossas conclusões foram surpreendentes, porque muito do que sabemos sobre o desenvolvimento do sistema nervoso em vertebrados há muito tempo é considerado especial para essa linhagem”, disse a pesquisadora Kristen Koenig, autora sênior do estudo.
“Ao observarmos o fato de que o processo é muito semelhante, isso nos sugeriu que esses dois sistemas nervosos muito grandes evoluídos independentemente estão usando os mesmos mecanismos para construí-los. O que isso sugere é que esses mecanismos – essas ferramentas –que os animais usam durante o desenvolvimento pode ser importante para a construção de grandes sistemas nervosos.”
Ferramentas especiais
Os cientistas do laboratório de Koenig se concentraram na retina de uma lula chamada Doryteuthis pealeii, mais simplesmente conhecida como um tipo de lula de barbatana longa. A lula tem cerca de 30 centímetros de comprimento e é abundante no noroeste do Oceano Atlântico. Como embriões, elas parecem adoráveis, com cabeças e olhos grandes.
Os pesquisadores usaram técnicas semelhantes às que se tornaram populares para estudar organismos-modelo, como moscas-das-frutas e peixes-zebra. Eles criaram ferramentas especiais e usaram microscópios de ponta que podiam tirar imagens de alta resolução a cada dez minutos por horas a fio para ver como as células individuais se comportavam. Os pesquisadores usaram corantes fluorescentes para marcar as células a fim de que pudessem mapeá-las e rastreá-las.
Essa técnica de imagem ao vivo permitiu que a equipe observasse células-tronco chamadas células progenitoras neurais e como elas são organizadas. As células formam um tipo especial de estrutura chamada epitélio pseudoestratificado. Sua principal característica é que as células são alongadas para que possam ser densamente empacotadas. Os pesquisadores também viram o núcleo dessas estruturas se mover para cima e para baixo antes e depois da divisão. Esse movimento é importante para manter o tecido organizado e o crescimento contínuo, disseram eles.
Estrutura universal
Esse tipo de estrutura é universal na forma como as espécies de vertebrados desenvolvem seu cérebro e olhos. Historicamente, isso foi considerado uma das razões pelas quais o sistema nervoso dos vertebrados poderia crescer tão grande e complexo. Os cientistas observaram exemplos desse tipo de epitélio neural em outros animais, mas o tecido de lula que eles observaram nesse caso era incomumente semelhante aos tecidos de vertebrados em tamanho, organização e forma como o núcleo se movia.
A pesquisa foi liderada por Francesca R. Napoli e Christina M. Daly, assistentes de pesquisa do laboratório de Koenig. O laboratório planeja a seguir observar como surgem os diferentes tipos de células nos cérebros dos cefalópodes. Koenig quer determinar se eles são expressos em momentos diferentes, como eles decidem se tornar um tipo de neurônio versus outro e se essa ação é semelhante entre as espécies.
Koenig está animada com as potenciais descobertas que estão por vir. “Uma das grandes lições desse tipo de trabalho é o quão valioso é estudar a diversidade da vida”, disse ela. “Ao estudar essa diversidade, você pode realmente voltar a ideias fundamentais sobre nosso próprio desenvolvimento e nossas próprias questões biomédicas relevantes. Você pode realmente falar sobre essas questões.”
