A água-viva sem cérebro mostra a capacidade de aprender

Nas águas ensolaradas dos manguezais do Caribe, pequenas águas-vivas balançam dentro e fora da sombra. As águas-vivas de caixa distinguem-se das águas-vivas verdadeiras, em parte, pelo seu sistema visual complexo – predadores do tamanho de uvas têm 24 olhos. Mas, tal como outras medusas, elas não têm mente, controlando os seus corpos em forma de cubo através de uma rede distribuída de neurónios.

Acontece que esta rede é mais complexa do que você imagina. Na sexta-feira, pesquisadores publicaram um relatório Na revista Biologia Atual O que indica que a água-viva caixa do tipo Tripedalia Cystophora tem capacidade de aprender. Como as águas-vivas divergiram da nossa parte do reino animal há muito tempo, a compreensão das suas capacidades cognitivas poderia ajudar os cientistas a acompanhar a evolução da aprendizagem.

A parte difícil de estudar a aprendizagem numa caixa de gelatina era encontrar um comportamento quotidiano que os cientistas pudessem treinar as criaturas para executar no laboratório.

Anders Jarm, biólogo da Universidade de Copenhaga e autor do novo artigo, disse que a sua equipa decidiu concentrar-se na rápida rotação que os frascos de gelatina fazem quando estão prestes a atingir a raiz do mangal. Estas raízes sobem através da água como torres negras, enquanto a água que as rodeia empalidece em comparação. Mas a discrepância entre os dois pode mudar de dia para dia, pois o lodo bloqueia a água e torna difícil dizer a que distância está a raiz. Como os pacotes de gel podem nos dizer quando estamos chegando perto demais?

“A hipótese era que eles precisavam aprender isso”, disse Jarm. “Quando regressam a estes habitats, têm de aprender: ‘Como está a qualidade da água hoje?

No laboratório, os pesquisadores produziram imagens de linhas claras e escuras alternadas, representando raízes de mangue e água, e as usaram para forrar o interior de baldes com cerca de quinze centímetros de largura. Quando as linhas eram totalmente pretas e brancas, representando a clareza ideal da água, o pacote de gel nunca chegava perto das paredes do balde. Porém, com menos contraste entre as linhas, os pacotes de gel começaram a esbarrar nelas imediatamente. Esta foi a chance dos cientistas verem se aprenderiam.

Após algumas colisões, as caixas de gelatina mudaram de comportamento. Menos de oito minutos depois de chegarem ao balde, eles estavam nadando 50% longe do padrão nas paredes, e o número de vezes que realizaram a manobra de giro quase quadruplicou. Eles parecem associar as linhas à sua frente com a sensação de colisão.

Seguindo em frente, os pesquisadores removeram neurônios visuais de águas-vivas e os estudaram em um prato. As células viram imagens de listras enquanto recebiam um pequeno pulso elétrico representando a colisão. Em cerca de cinco minutos, as células começaram a enviar o sinal que faria com que toda a água-viva da caixa girasse.

“É incrível ver a rapidez com que aprendem”, disse Jan Bielecki, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Fisiologia da Universidade de Kiel, na Alemanha, que também é autor do estudo.

Pesquisadores que não estiveram envolvidos no estudo descreveram os resultados como um importante passo em frente na compreensão das origens da aprendizagem. “Esta é apenas a terceira vez que a aprendizagem associativa foi demonstrada de forma convincente em cnidários”, um grupo que inclui anémonas marinhas, hidras e águas-vivas, disse Ken Cheng, professor da Universidade Macquarie em Sydney, Austrália, que estuda animais. “Esta é a exibição mais incrível, cheia de dados fisiológicos.”

As descobertas também sugerem que as águas-vivas possuem algum nível de memória de curto prazo, porque podem mudar o seu comportamento com base em experiências anteriores, disse Michael Abrams, investigador de pós-doutoramento na Universidade da Califórnia, Berkeley, que estuda a neurociência do sono das águas-vivas. Ele se pergunta por quanto tempo a caixa de gelatina se lembra do que aprenderam. Se eles forem retirados do tanque por uma hora e depois colocados de volta, eles terão que aprender o que fazer novamente?

Em trabalhos futuros, os investigadores esperam identificar as células específicas que controlam a capacidade da água-viva de aprender com a experiência. Dr. Jarm e seus colegas estão curiosos sobre as mudanças moleculares que ocorrem nessas células quando os animais integram novas informações em seu comportamento.

Eles também se perguntam se a capacidade de aprender é universal entre os neurônios, independentemente de fazerem parte do cérebro. Isto pode explicar a sua estranha persistência na árvore da vida.

“Existem sistemas orgânicos que vão e vêm o tempo todo”, disse Jarm. “Mas os sistemas nervosos – uma vez lá, raramente desaparecem novamente.”

Talvez a capacidade de aprender seja uma das razões pelas quais permanecem aqui.