O “cérebro” da medusa-comb é muito mais complexo do que pensávamos.

Os ctenóforos - criaturas gelatinosas e extremamente simples, famosas sobretudo pelos seus hipnotizantes espectáculos de luz debaixo de água - surgiram pela primeira vez nos oceanos da Terra há cerca de 550 milhões de anos.

Durante muito tempo, muitos biólogos olharam para estes animais quase como a personificação de “sem pensamentos, cabeça vazia”.

No entanto, um novo estudo indica que o seu órgão sensorial central é bem mais complexo - e mais parecido com um cérebro - do que se supunha.

Isto tem implicações enormes para a evolução dos sistemas nervosos nos animais, porque os ctenóforos também são candidatos a representar o “plano” mais antigo dos primeiros animais (sendo as esponjas os outros grandes candidatos). Ou seja: entre todos os animais que ainda existem hoje no planeta, os ctenóforos parecem estar entre os mais próximos do nosso último antepassado comum.

A complexidade agora identificada no seu sistema nervoso aponta para a possibilidade de estruturas com características semelhantes às de um cérebro fazerem parte da vida animal há muitíssimo tempo.

“O nosso estudo melhora profundamente a nossa compreensão da evolução da coordenação comportamental nos animais”, afirma o autor sénior do trabalho, Pawel Burkhardt, biólogo evolutivo na Universidade de Bergen, na Noruega.

Órgão aboral (OA) dos ctenóforos: o que foi observado ao detalhe

Este avanço no conhecimento resultou de digitalizações de alta resolução do órgão aboral (OA) do animal, com um nível de detalhe sem precedentes. Esta estrutura sensorial permite à medusa orientar-se nas profundezas do oceano ao detectar a gravidade, variações de pressão e a direcção da luz.

As imagens 3D foram obtidas com uma técnica avançada de imagem chamada microscopia electrónica volumétrica, que permite aos cientistas reconstruir digitalmente as estruturas dos órgãos exactamente como existem no corpo - algo que as dissecações tradicionais nunca conseguem reflectir por completo.

Os modelos gerados mostraram que o OA dos ctenóforos é impressionantemente complexo, embora bastante diferente de órgãos equivalentes em animais como os cnidários (que incluem alforrecas e anémonas-do-mar) ou até nas larvas de animais mais aparentados com os humanos, como os poliquetas.

A rede nervosa da medusa, responsável por transmitir sinais por todo o corpo, converge num nó central denso que envolve o OA. As sinapses entre estas duas estruturas delineiam um percurso claro para a transmissão de informação eléctrica.

O próprio OA é composto por cerca de 900 células no total, distribuídas por 17 tipos celulares distintos. Onze desses tipos são totalmente novos para a ciência.

“Fiquei espantada quase de imediato com a diversidade morfológica das células do órgão aboral”, diz a bióloga molecular Anna Ferraioli, da Universidade de Bergen, primeira autora do estudo.

Sinalização química e “transmissão por volume”

A equipa observou também que muitas das células não sinápticas no OA estavam repletas de vesículas - pequenos sacos cheios de fluido que fazem circular substâncias químicas para dentro e para fora das células. Este tipo de células estará provavelmente ligado a uma forma mais ampla e mais lenta de sinalização química, conhecida como transmissão por volume.

A transmissão por volume é uma das formas como químicos como a dopamina, a serotonina e a histamina podem actuar no cérebro; em vez de recorrerem às sinapses para uma comunicação rápida e dirigida, estes neuromoduladores também podem “espalhar-se” pelas células, influenciando a sua actividade.

Os genes e as moléculas que os ctenóforos utilizam para construir este sistema nervoso central elementar são exclusivos, diferentes dos que se observam nos cnidários e nas larvas de poliquetas.

O que isto sugere sobre a evolução dos sistemas nervosos centralizados

“Os nossos resultados redefinem o OA dos ctenóforos como um sistema sensorial distinto, integrado e potencialmente multimodal, crítico para a regulação do comportamento”, escrevem os investigadores no artigo publicado.

Embora o OA não seja como o nosso cérebro, Ferraioli explica que é o órgão que os ctenóforos usam como cérebro.

“Por outras palavras”, acrescenta Burkhardt, “a evolução parece ter inventado sistemas nervosos centralizados mais do que uma vez.”

Em conjunto, estes dados sugerem que os sistemas nervosos centralizados podem ter surgido na anatomia animal muito mais cedo do que se pensava - ainda que em formatos muito diferentes do nosso.

A investigação foi publicada na Science Advances.