Mapeamento do DNA do polvo explica inteligência do animal (14/09/2015)

BiteYourBum.Com Photography / photo on flickr.

Muita gente não sabe, mas os cefalópodes (classe de moluscos marinhos à qual pertencem os polvos e as lulas) são os invertebrados mais inteligentes da Terra. Com cérebros grandes e bem desenvolvidos, esses animais são capazes de aprender tarefas complexas e resolver problemas elaborados. Buscando entender a biologia singular dos cefalópodes, um grupo internacional de pesquisadores sequenciou o genoma do Polvo-da-Califórnia (Octopus bimaculoides) e os resultados foram publicados na mais recente edição da revista científica Nature.

O time de estudiosos de instituições dos Estados Unidos, Alemanha e Japão descobriu grandes diferenças entre o genoma do polvo e de outros invertebrados. O cefalópode possui diversos rearranjos genéticos e seu DNA revela significativa expansão de genes envolvidos do desenvolvimento neural. Esse código genético deu origem a um sistema nervoso singular no qual o cérebro central está ao redor do esôfago e em que existem grupos de neurônios nos oito tentáculos, permitindo a esses braços movimentos independentes e, ainda assim, coordenados.

Com essa descoberta, os cientistas esperam entender quais são os genes envolvidos em habilidades como a troca de cor e de textura características desses animais. “Nós encontramos centenas de novos genes que não têm homólogos e podem estar envolvidos nesse processo de camuflagem único”, anunciou o professor da Universidade da Califórnia em Berkeley e líder da pesquisa, Daniel Rokhsar.
O estudo detalhado do Octopus bimaculoides ajudará a compreender o passado evolutivo dessa classe de moluscos. Esse grupo surgiu nos oceanos há aproximadamente 400 milhões de anos e seu maior integrante, o amonite, foi extinto há 66 milhões de anos, juntamente com os dinossauros. “Os cefalópodes foram os primeiros seres inteligentes no planeta”, ressalta o Prêmio Nobel e professor do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, outra instituição participante do projeto, Sydney Brenner.
Fonte: Nature, Agosto de 2015

Detalhes da reprodução dos moluscos cefalópodes são revelados

03/08/2012

Por Karina Toledo
Agência FAPESP – Em artigo de capa publicado no periódico Journal of Morphology, pesquisadores do Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP) descreveram detalhes até então obscuros do processo reprodutivo de moluscos cefalópodes, classe de animais marinhos a que pertencem os polvos, as lulas, as sépias e os náutilos.

Em pesquisa feita com lulas, pesquisadores do Instituto de Biociências da USP desvendam o complexo processo de transferência de espermatozoides entre machos e fêmeas (reprodução)

A pesquisa foi feita com lulas da espécie Doryteuthis plei, coletadas no litoral de São Sebastião, em São Paulo, durante o doutorado de José Eduardo Amoroso Rodriguez Marian, com Bolsa da FAPESP, orientado pelo professor Osmar Domaneschi (in memoriam) e pela professora Sônia Godoy Bueno Carvalho Lopes.

“As lulas e os demais cefalópodes entram na fase reprodutiva no fim do ciclo de vida. Durante a cópula, os machos transferem seus gametas para as fêmeas por meio de um braço modificado conhecido como hectocótilo”, disse Marian.
Os espermatozoides são transferidos dentro de cápsulas chamadas espermatóforos, explicou o pesquisador. Essas estruturas são produzidas continuamente pelo macho quando ele atinge a maturidade sexual e ficam armazenadas no saco espermatofórico. A cada cópula, algumas dezenas de cápsulas são transferidas para as fêmeas.
“Já se conhecia esse processo, mas não se sabia por que os cefalópodes possuíam espermatóforos tão complexos. Para alguns autores, são as estruturas reprodutivas mais complexas do reino animal”, disse Marian.
Ao perceber a carência de trabalhos na área, Marian decidiu focar sua pesquisa de doutorado, que havia começado com tema mais amplo, no entendimento da estrutura e do funcionamento dos espermatóforos.
“Acreditava-se anteriormente que os machos desempenhavam um papel mais ativo na transferência de espermatozoides. Mas mostramos que o espermatóforo sozinho é capaz de se ancorar no corpo da fêmea, perfurar o tecido e se aderir a ele por meio da liberação de substâncias adesivas. Todo esse processo é autônomo, ou seja, realizado pelo próprio espermatóforo, e extracorpóreo”, explicou.
O espermatóforo tem três componentes principais, cada um deles com uma função diferente. “Além da massa espermática, que contém os espermatozoides, há o aparato ejaculatório, responsável pela ancoragem no corpo da fêmea e pela escarificação do tecido. Há ainda o corpo cimentante, estrutura que libera as substâncias adesivas”, disse Marian.

No artigo publicado no Journal of Morphology, Marian descreve em detalhes a chamada reação espermatofórica – processo durante o qual o aparato ejaculatório é projetado e a massa espermática e o corpo cimentante são liberados.

O tempo de duração desse fenômeno varia de acordo com a espécie. No caso das lulas estudadas, gira em torno de 30 segundos. “Mas, no caso do polvo gigante do Pacífico, cujo espermatóforo pode atingir um metro de comprimento, pode chegar a uma hora”, contou.
Para entender melhor cada etapa do processo, Marian, com auxílio de colegas do Centro de Biologia Marinha da USP, removeu os espermatóforos das lulas, engatilhou a reação espermatofórica vitro e observou o fenômeno sob as lentes do microscópio.
“O espermatóforo é uma cápsula alongada com cerca de um centímetro no caso da maioria das lulas. Em um dos ápices há um filamento. Quando esse filamento é tensionado, tem início a reação espermatofórica”, disse.

A pesquisa também deu origem a outras publicações. No periódico Acta Zoologica foi descrita uma análise morfológica detalhada do espermatóforo.

A constatação de que os espermatóforos tinham capacidade de perfurar o tecido das fêmeas rendeu um artigo no Journal of Molluscan Studies. Já na revista Papéis Avulsos de Zoologia foi publicado um outro artigo de revisão sobre o tema.

“Com base nas evidências que conseguimos reunir, desenvolvemos um modelo teórico para explicar o processo de implante de espermatóforos, fenômeno que permaneceu obscuro durante muito tempo”, contou Marian. Esse modelo foi divulgado em artigo no Biological Journal of the Linnean Society.
“Esses animais estão sempre nadando por meio de jato-propulsão e há muita turbulência na superfície de seus corpos. Isso, em teoria, dificulta a deposição de espermatóforos. O sistema de fixação por implante observado nos cefalópodes é eficiente a ponto de suportar a resistência imposta pelo modo de vida desses animais”, disse Marian.

Além do financiamento da FAPESP, o projeto contou com apoio do Programa de Apoio à Pós-Graduação (Proap) da Capes, da Pró-Reitoria de Pós-Graduação da USP, da American Malacological Society e da Houston Conchology Society.

A pesquisa recebeu quatro prêmios oferecidos por sociedades de malacologia – ramo da biologia que estuda os moluscos: American Malacological Society, Houston Conchology Society, Unitas Malacologica e Sociedade Brasileira de Malacologia.