terça-feira, 23 de agosto de 2016

Genoma do polvo revelado na ponta dos seus oito tentáculos, ou dos “pés”


Os segredos genéticos de uma das maravilhas subaquáticas da Terra foram revelados: o polvo — animal cujo cérebro o coloca entre os invertebrados mais inteligentes e ao qual os oito tentáculos cravejados de ventosas dão uma aparência sobrenatural.

O estudo que desvenda o genoma completo de um polvo teve a liderança do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST, na sigla em inglês), no Japão, e nele participaram ainda as universidades de Chicago e da Califórnia, nos Estados Unidos.

É a primeira vez que se sequencia uma espécie cefalópode, a classe de moluscos à qual pertence o polvo e que inclui ainda as lulas, os chocos e os náutilos. Com três corações e cerca de 500 milhões de neurónios distribuídos pelos oito tentáculos, este animal pode assumir comportamentos tão estranhos como contrair os seus músculos para formar estruturas semelhantes a cotovelos e ombros, ou decorar a toca onde vive com o que sobrou das suas presas.

“Os polvos e outros cefalópodes são realmente criaturas extraordinárias”, disse à Reuters Caroline Albertin, estudante de biologia na Universidade de Chicago, que colaborou no estudo publicado na revista Nature.

“Num piscar de olhos, podem camuflar-se através da mudança de cor e de textura da pele. Os oito braços preênseis cheios de ventosas podem ser usados para agarrar, manipular e até degustar objectos; características tão complexas quanto as de terem olhos que funcionam como câmaras, e cérebros grandes que os tornam em activos predadores com comportamentos complexos.”

Mas por que é este animal tão diferente dos outros da sua classe? Para tentar compreender este mistério evolutivo, os cientistas sequenciaram o genoma do Octopus bimaculoides, uma espécie relativamente pequena, castanho-acinzentada, com duas manchas azuis iridescentes em cada um dos lados da cabeça, e que habita junto à costa Sul da Califórnia.

O grande incentivo foi tentar perceber a singularidade do sistema nervoso do animal, cujo cérebro está organizado de forma completamente diferente da dos vertebrados, e os genes por detrás dessa característica. “Foram os primeiros seres inteligentes do planeta”, disse Sydney Brenner, prémio Nobel da Medicina em 2002 e presidente do OIST, citado num comunicado desta instituição.

Próximo do tamanho do genoma humano (que tem 23 pares de cromossomas com cerca de 27 mil genes), o genoma do polvo é o maior dos invertebrados já sequenciados, como moscas, caracóis e ostras. Entre os 33 mil genes deste animal, há alguns que não se encontraram em mais nenhuma outra espécie: são cerca de 3500 genes que estão activos no cérebro, nas ventosas, na retina e permitem ainda a camuflagem.

Com uma organização diferente do de outros invertebrados, o genoma do polvo teve, no seu percurso evolutivo, uma grande expansão dos genes que regulam o desenvolvimento das células nervosas — fenómeno que antes se pensava estar associado à duplicação do genoma, como aconteceu com alguns vertebrados durante a evolução, incluindo o homem. Mas os resultados deste estudo contrariam esta hipótese e levantam diferentes hipóteses para a expansão e reorganização genómica do polvo.

Carnívoros que capturam por vezes usando veneno, o método comum para os polvos caçarem é através de um bico duro com o qual rasgam a presa. Tal como a mitológica Hidra, estes animais podem também regenerar os seus oito membros e largar ainda uma tinta escura para confundir os predadores. Se olharmos para a raiz grega do nome do animal — okto-pous —, verificamos que a designação dos tentáculos, ou braços, indica na verdade que tem oito pés.

Dois dos seus três corações são branquiais, têm a função de bombear o sangue para as guelras, enquanto o terceiro actua na circulação sistémica, fazendo o sangue chegar até aos órgãos. Quando o polvo está a nadar, o coração principal (o sistémico) pára de bater, fazendo com que o animal se canse rapidamente e prefira assim rastejar para se deslocar.

Já o sangue deste animal é verdadeiramente azul. Mas desengane-se quem associe a característica a uma distinta linhagem real. O motivo é simples e desprovido de elaborações metafóricas: em vez de ferro, o sangue dos polvos é rico em cobre que, em condições subaquáticas de grandes profundidades, permite um melhor transporte do oxigénio. É a presença deste elemento que dá ao sangue do polvo a cor azulada.

A linhagem dos cefalópodes começou a formar-se há 500 milhões de anos. Os primeiros polvos apareceram há cerca de 270 milhões de anos, e hoje existem cerca de 300 espécies.

“Podemos agora explorar os mecanismos moleculares do desenvolvimento do polvo, os seus comportamentos complexos, e ter uma melhor compreensão da trajectória evolutiva que levou aos polvos de hoje”, referiu Yan Wang, estudante de neurobiologia da Universidade de Chicago que participou no estudo, também citado pela Reuters. Daniel Rokhsar, professor na Universidade da Califórnia, revela que investigação genómica está a ser desenvolvida noutros cefalópodes, como a lula-gigante.

Um outro objectivo é também perceber a que função do sistema nervoso está associado cada gene. Irá aproveitar-se o facto de alguns genes já estarem activos no embrião do polvo e, por isso, ser mais fácil interferir com eles. “Precisamos de ser capazes de criar animais em laboratório e ter uma melhor ideia do que é o seu comportamento normal, para reconhecermos o que muda quando um gene é eliminado”, afirmou Daniel Rokhsar, no comunicado do OIST.

“Alienígena” foi como lhe chamou o zoólogo britânico Martin Wells (1928-2009) pela estranheza das suas características e diferenças do polvo em relação a outros animais da mesma classe. Clifton Ragsdale, da Universidade de Chicago também autor do estudo, corrobora esta classificação: “Podemos dizer que o nosso artigo descreve o primeiro genoma sequenciado de um alienígena.”

Texto retirado daqui
Texto editado por Teresa Firmino
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