Num estudo publicado na Current Biology, cientistas mostram que este organismo reorganiza em poucos segundos a orientação das estruturas que controlam o batimento dos seus cílios. Este mecanismo, desencadeado pela entrada de cálcio nas células, pode ser uma das mais antigas estratégias de locomoção animal.
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Um animal extremamente simples... mas muito móvel
Entre todos os animais conhecidos, o Trichoplax é uma exceção. Este organismo marinho minúsculo possui uma organização de extrema simplicidade: não dispõe de músculos, nem de órgãos, nem mesmo de sistema nervoso. A sua forma achatada e mutável evoca uma espécie de "panqueca" viva, capaz de se deformar permanentemente.
Apesar desta aparente simplicidade, o Trichoplax explora ativamente o seu ambiente. Desloca-se rapidamente à superfície do fundo marinho, muda de direção e reage de forma coordenada quando é tocado ou agredido. Compreender como um organismo tão rudimentar pode produzir tais comportamentos representava até agora um enigma.
Milhares de cílios para avançar
Para se deslocar, o Trichoplax utiliza milhares de cílios microscópicos presentes na sua face inferior. Batendo de forma coordenada, estas estruturas vibráteis propulsionam o animal sobre o fundo marinho, um pouco como uma multitude de minúsculas patas.
© Marvin Leria et al.
Na maioria dos animais que utilizam este modo de locomoção, a direção do batimento dos cílios é determinada muito cedo durante o desenvolvimento embrionário. Ela depende de pequenas estruturas localizadas na base de cada cílio, chamadas corpos basais, cuja orientação permanece depois estável ao longo da vida.
Num estudo publicado na Current Biology, os cientistas mostram que é bem diferente no Trichoplax.
Uma reorganização ultra rápida à escala de todo o organismo
Os trabalhos revelam que a orientação dos corpos basais no Trichoplax é, pelo contrário, extremamente dinâmica. A cada instante, ela reflete diretamente a direção na qual o animal se desloca.
Quando ocorre um estímulo mecânico, por exemplo quando o animal é tocado ou ferido, o conjunto dos corpos basais se realinha em apenas alguns segundos. Esta reorganização modifica imediatamente a direção do batimento dos cílios, permitindo ao organismo fugir na direção oposta à do estímulo.
Os cientistas mostram também que variações locais da orientação dos corpos basais contribuem para as rápidas mudanças de forma do animal. Este fenômeno implica uma coordenação notável entre dezenas de milhares de células, cada uma ajustando precisamente a orientação dos seus cílios, e isso sem a ajuda de qualquer sistema nervoso central.
O cálcio como maestro
No centro deste mecanismo encontra-se um ator bem conhecido do funcionamento celular: o cálcio.
Os estímulos mecânicos provocam a entrada de cálcio nas células através de canais especializados presentes na sua membrana. Este sinal atua como um gatilho que inicia a reorientação dos corpos basais e, portanto, a mudança de direção dos batimentos ciliares.
De célula em célula, esta reorganização se propaga rapidamente através de todo o tecido, permitindo ao conjunto do organismo modificar a sua trajetória em alguns segundos.
Quando os cientistas impedem a entrada do cálcio nas células ou tornam este elemento indisponível, o Trichoplax perde esta capacidade de reorientação rápida. O animal já não consegue então ajustar eficazmente os seus movimentos.
Um mecanismo inédito no reino animal
Um tal mecanismo de reorganização rápida das estruturas celulares nunca tinha sido observado nos animais. Fenômenos comparáveis eram conhecidos, mas geralmente ocorriam em períodos muito mais longos, de várias horas a vários dias.
Este estudo mostra assim que um organismo extremamente simples pode produzir comportamentos coordenados sofisticados sem cérebro nem sistema nervoso. Ele traz também uma nova luz sobre os mecanismos fundamentais da locomoção e sobre as estratégias que os primeiros animais podem ter utilizado para interagir com o seu ambiente.
Mais amplamente, estes trabalhos indicam que regras locais simples, combinadas com sinais físico-químicos difusíveis como o cálcio, podem ser suficientes para gerar comportamentos coletivos complexos à escala de um organismo inteiro.