Mapas 3D inéditos dos braços de polvo no Octopus bocki, no laboratório de Robyn Crook

Comparados aos braços de um polvo, os nossos próprios membros ósseos são quase tão flexíveis quanto galhos velhos de árvore. Faz sentido, portanto, que a anatomia escondida dentro desses apêndices salpicados de ventosas, típicos dos cefalópodes, seja tão singular quanto os próprios animais.

Por que mapear os braços de polvo é tão difícil

Até recentemente, traçar o entrelaçado de nervos e músculos ao longo dos braços de um polvo era travado pela pura complexidade da tarefa. Isso acabava restringindo as análises a cortes bidimensionais, seguidos de tentativas de deduzir como essas fatias se conectariam num todo coerente.

Agora, dois estudos saídos do laboratório da bióloga evolutiva Robyn Crook, na Universidade Estadual de San Francisco, exibiram um nível de detalhe sem precedentes nos tecidos do que alguns consideram a coisa mais próxima de um alienígena na Terra.

"O fato de [esses dois artigos] terem convergido ao mesmo tempo significa que a quantidade que conseguimos aprender com um único experimento é simplesmente astronomicamente maior", diz Crook.

"Eu diria que esses artigos estão realmente a facilitar descobertas de maneiras novas."

Ver um polvo à procura de presa lembra observar tinta a fluir com intenção. Sem ossos, a sua musculatura deforma, torce, estica e alcança com um equilíbrio de força e destreza praticamente sem igual no reino animal.

Estudos anteriores já tinham oferecido uma noção geral de como músculos oblíquos e longitudinais interagem e de como centenas de milhões de neurónios se juntam em agrupamentos - os gânglios - para dar a cada braço um nível próprio de controlo. É como soldados numa unidade bem disciplinada: fiéis ao objetivo comum, mas capazes de resolver problemas individualmente.

Ainda assim, tal como o cérebro humano é uma rede de várias classes de neurónios a operar sob a influência de numerosos neurotransmissores, espera-se que os sistemas nervosos dos braços de polvo tenham uma organização neuroquímica que lhes permita mover-se, sentir e “pensar” com um certo grau de autonomia.

Dois estudos do laboratório de Robyn Crook com o Octopus bocki

Para esclarecer isso, Crook e a sua equipa conduziram duas investigações independentes com o objetivo de reconstruir os arranjos e as classificações dos nervos que percorrem os braços de exemplares do polvo-pigmeu de Bock (Octopus bocki).

Marcação por DNA e imagens em alta resolução

Num dos trabalhos, liderado pela neurocientista Gabrielle C. Winters-Bostwick, foi usada uma tecnologia baseada em DNA para marcar e reconhecer tipos distintos de células nervosas. Com imagens de alta resolução, captadas do topo à ponta dos braços por um microscópio de última geração adquirido recentemente, tornou-se possível ver em três dimensões como cada classe celular se distribuía - e como as populações variavam ao longo do membro.

"Isto permite-nos começar a formular hipóteses e a levantar novas perguntas ao pensar em como as células se comunicam entre si", afirma Winters-Bostwick.

"Basicamente, isto está a construir o nosso arsenal e o nosso conjunto de ferramentas para compreender melhor o comportamento e as fisiologias dos polvos."

Microscopia eletrónica e reconstrução dos tecidos

A segunda investigação, sob liderança da bióloga Diana Neacsu, recorreu à microscopia eletrónica para reconstruir a arquitetura de neurónios, músculos e pele, evidenciando de que modo esses tecidos se ligam e se relacionam.

O que os mapas 3D revelaram nos braços de polvo

Esse mapa 3D alternativo expôs padrões inesperados no córtex do animal, ligações oblíquas nos cordões nervosos intramusculares e estruturas repetidas que reuniam gânglios nervosos e vasos sanguíneos. Esses conjuntos repetidos correspondiam às posições das ventosas e, além disso, surgiu um arranjo intrigante de células nervosas raras e muito grandes no interior das camadas celulares.

Ter um atlas da anatomia de um polvo é apenas o ponto de partida para entender como um molusco, apesar de ter seguido um caminho evolutivo tão distinto, consegue comportar-se de um modo tão fácil de reconhecer.

"Porque é que existe um animal com tanta complexidade que não parece seguir as mesmas regras que o nosso outro exemplo - os humanos - de um sistema nervoso muito complexo?", questiona Crook.

"Há muitas hipóteses. Pode ser funcional. Pode haver algo fundamentalmente diferente nas tarefas que os braços do polvo têm de realizar. Mas também pode ser um acidente evolutivo."

Esta pesquisa foi publicada na revista Biologia Atual.