Nematostella vectensis usa BMP e Chordin há 600 milhões de anos

Nas lamas costeiras e em lagoas rasas, uma pequena anémona-do-mar sem cérebro está, discretamente, a recorrer ao mesmo roteiro molecular que ajuda embriões humanos a definir onde fica as costas e onde fica a barriga.

Um novo estudo da Universidade de Viena indica que a anémona-do-mar Nematostella vectensis constrói o próprio corpo com um sistema de sinalização há muito ligado a animais de simetria bilateral, como humanos, insetos e vermes.

Os resultados apontam que esse “plano” de organização corporal existe há, pelo menos, cerca de 600 milhões de anos.

Dois animais muito diferentes que não são tão diferentes assim

Em geral, os biólogos separam os animais complexos em dois grandes grupos. Em um deles estão os bilatérios, que apresentam lado esquerdo e direito e uma direção bem definida da cabeça à cauda. No outro ficam os cnidários - como águas-vivas, corais e anémonas-do-mar - frequentemente descritos como organismos de simetria radial.

Nós, humanos, estamos claramente no primeiro grupo. Já as anémonas-do-mar, sem cérebro e com um corpo simples, em forma de tubo, entram no segundo. Ainda assim, quando pesquisadores analisam a atividade genética em algumas anémonas, aparece um padrão bilateral sutil durante o desenvolvimento e, inclusive, mais tarde, na anatomia do adulto.

Daí surge uma pergunta direta: até que ponto essas semelhanças são realmente profundas?

Como um gradiente químico desenha um corpo

A pesquisa recente se concentra nas proteínas morfogenéticas ósseas, geralmente abreviadas como BMPs, e em uma molécula parceira chamada Chordin. Em embriões de vertebrados, os sinais de BMP formam um gradiente que vai de baixa a alta intensidade através do corpo em formação.

As células “leem” a posição dentro desse gradiente e, a partir disso, definem o papel que terão. Áreas com atividade de BMP muito fraca dão origem ao sistema nervoso central; níveis intermediários contribuem para a formação de rins; e níveis altos participam da construção de tecidos como a pele do lado ventral (a “barriga”).

Na prática, essa inclinação química informa ao embrião qual será o lado dorsal (as “costas”) e qual será o lado ventral (a “barriga”).

Em muitos animais bilatérios, a Chordin faz mais do que apenas bloquear os sinais de BMP. Ela pode capturar moléculas de BMP, transportá-las pelo embrião e liberá-las em outro local - um processo chamado de transporte de BMP (BMP shuttling).

Esse transporte ajuda a criar um gradiente nítido e estável, que persiste tempo suficiente para organizar todo o eixo corporal.

Ouriços-do-mar, moscas e sapos usam alguma variação desse mesmo recurso, o que tornou o mecanismo um forte candidato a ter sido herdado de um ancestral animal muito antigo.

Testando a simetria escondida de uma anémona-do-mar

Para verificar se as anémonas-do-mar também recorrem a essa estratégia, a equipe trabalhou com embriões de Nematostella vectensis.

Primeiro, eles desativaram o gene da Chordin. Sem essa peça, a sinalização de BMP desapareceu e as anémonas em desenvolvimento não conseguiram estabelecer o eixo corporal secundário - um indicativo de que o sistema inteiro entrou em colapso.

Depois, os pesquisadores reintroduziram a Chordin em duas versões projetadas em laboratório. Uma delas foi ancorada às membranas celulares.

A outra conseguia se deslocar livremente pelo embrião. Apenas a versão móvel recuperou uma atividade forte de BMP no lado oposto do embrião e “salvou” a formação do eixo, uma evidência clara de que, nessa espécie, a Chordin precisa atuar como transportadora.

Um mecanismo antigo com implicações modernas

Encontrar o mesmo sistema de transporte tanto em anémonas-do-mar quanto em grupos bilatérios distantes sugere fortemente que ele surgiu antes da separação dessas linhagens, por volta de 600 a 700 milhões de anos atrás. Como resume o primeiro autor, David Mörsdorf, o fato de os dois grupos dependerem do transporte indica que “esse mecanismo é incrivelmente antigo”.

O autor sênior, Grigory Genikhovich, observa que, se o último ancestral comum de cnidários e bilatérios já tinha um corpo bilateral, “as chances são de que ele usasse Chordin para transportar BMPs” ao construir o eixo de costas para barriga.

Ao mesmo tempo, os pesquisadores ressaltam que a biologia raramente oferece histórias totalmente lineares. Alguns bilatérios modernos organizam o corpo com ferramentas diferentes, então a evolução independente da simetria em certas linhagens não pode ser descartada por completo.

Por que isso importa para os oceanos de hoje

Do ponto de vista ambiental, o estudo reforça que criaturas costeiras discretas podem guardar uma parcela desproporcional da memória evolutiva da Terra. A Nematostella vectensis vive em áreas de água salobra, como marismas e lagoas, muitas vezes em canais estreitos ou estuários rasos - ambientes fáceis de ignorar e igualmente fáceis de degradar.

Por ser resistente e simples de manter em laboratório, essa anémona se tornou um modelo importante para compreender como invertebrados marinhos reagem a ondas de calor, baixo oxigênio e poluição, além de como seus genomas interagem com ambientes em transformação.

No fim das contas, se habitats assim forem perdidos por expansão costeira ou aquecimento sem controle, não desaparece apenas mais um pequeno invertebrado. Some também um arquivo vivo que ainda carrega instruções escritas perto do início da vida animal.

Na próxima vez que você vir a imagem de uma anémona-do-mar fina e translúcida, talvez valha lembrar: a mesma lógica básica que moldou o corpo dela também ajuda a moldar o nosso.

O estudo foi publicado na revista Avanços Científicos.