Medir a pulsação das moscas. Corações destes insetos respondem ao perigo da mesma forma que os humanos

Um estudo do Centro de Investigação para o Desconhecido, da Fundação Champalimaud, revela que os corações das moscas respondem ao perigo da mesma forma que os corações humanos.

Quem nunca ouviu o som de um coração a bater de forma acelerada e sentiu imediatamente um arrepio na espinha? É mais do que sabido que esse som é sinal de problemas. Estamos tão habituados a que o nosso coração espelhe aquilo que estamos a sentir, que é muito fácil imaginar outros corações a bater depressa, a “doer” ou mesmo a saltar uma batida.

E se é natural que os corações de outros vertebrados – sapos, gatos, antílopes – reajam da mesma forma que os dos humanos quando estão em situação de perigo, não é claro que os corações dos insetos tenham essa característica temperamental. E o motivo é estrutural. Os nossos corações são controlados por uma complexa rede de nervos, a que chamamos de sistema nervoso autónomo. Sistema esse que os insetos não têm.

Não é por isso de estranhar que, quando investigadores do Centro Champalimaud decidiram investigar a forma como o coração das moscas responde perante uma ameaça, os resultados os tenham apanhado de surpresa.

As descobertas da equipa, publicadas a 27 de Outubro na revista Current Biology, revelam que os corações das moscas-da-fruta mudam de ritmo quando estão em perigo, exatamente como os nossos. Este resultado, juntamente com outros também descritos neste estudo, colocam em causa o que sabemos sobre a evolução dos comportamentos defensivos e abre todo um novo caminho de investigação para desvendar as suas bases biológicas.

Uma questão de coração

A equipa focou-se no coração da mosca – uma estrutura minúscula composta por apenas duas filas de células. Ao iluminar as células do coração com moléculas fluorescentes, os investigadores conseguiram observar a sua atividade, através do exoesqueleto transparente da mosca, enquanto esta andava. Ocasionalmente, um círculo escuro em expansão aparecia projetado numa grande tela, em frente à mosca, simulando uma ameaça que se aproximava.

“Surpreendentemente, tal como acontece nos humanos, a atividade do coração da mosca alterava-se em função da resposta de defesa adotada. Se a mosca decidisse fugir, o coração acelerava, mas se a mosca se imobilizava, o seu coração ficava mais lento”, conta Natalia Barrios, autora sénior do estudo.

Este era um resultado pelo qual a equipa não esperava. Nos vertebrados, estas mudanças na atividade cardíaca são desencadeadas pelo sistema nervoso autónomo, que simplesmente não existe nas moscas.

“Esta descoberta demonstra que a relação entre a atividade cardíaca e a resposta ao perigo é um mecanismo evolutivo vantajoso”, ressalta Moita. “Agora, a questão é saber se o mecanismo que gera essas respostas na mosca é homólogo ao dos vertebrados ou se há um mecanismo totalmente diferente que ainda precisamos descobrir qual é.”

Imobilidade perante uma ameça queima calorias

Curiosamente, este resultado inesperado foi apenas o primeiro de uma série de outras revelações. Uma das quais aconteceu quando a equipa examinou com mais detalhe a atividade do coração.

“A estrutura do coração da mosca é muito diferente da nossa”, explica Barrios. “Em vez de ter câmaras diferentes, é composto apenas por um único tubo. E como o corpo da mosca é essencialmente dividido em duas secções separadas (o abdómen, nas costas, e o tórax e a cabeça, à frente), o coração bombeia em duas direções, alternadamente.”

A equipa questionou-se, então, se a direção do bombeamento também mudava em função da resposta defensiva da mosca. Novamente, e para sua grande surpresa, o conjunto de experiências que se seguiram acabou por enfraquecer uma outra teoria científica, até aqui amplamente aceite.

“Descobrimos que em ambos os casos – fugir e imobilizar – o coração bombeava mais ativamente na direção da parte frontal da mosca”, lembra Barrios. “Faz sentido bombear mais nutrientes para a secção frontal, se estiver a fugir. Estando aí localizados o cérebro, as pernas e as asas, é onde se passa toda a ação. Mas não esperávamos ver isso a acontecer quando a mosca se imobiliza.”

Segundo os investigadores, a imobilização é considerada um comportamento de poupança de energia. A desaceleração do coração indica precisamente isso. Mas então, por que é que o coração estava a bombear mais ativamente para a parte frontal da mosca?

“A nossa suspeita era que, embora estivesse imobilizada, a mosca estava a preparar-se para agir”, explica Moita. “E que estava a consumir energia para manter esse estado de preparação”.

Para testar esta hipótese, a equipa comparou os níveis de açúcar nos corpos das moscas que imobilizaram com os das moscas expostas a um estímulo neutro, e que por isso não exibiam qualquer tipo de comportamento de defesa. Os resultados foram surpreendentes: os níveis de açúcar das moscas que paralisaram eram significativamente mais baixos.

“Esta descoberta vem refutar a convicção generalizada de que a imobilização é um comportamento passivo de poupança de energia”, argumenta Moita. “Contrariamente, sugere que a paralisação é um estado de preparação ativa. Agora, a questão é – para o que é que a mosca se está a preparar? Quais são as ações que podem ocorrer após a imobilização e como é que o cérebro faz a escolha entre as ações possíveis?”

Um novo caminho

Estas questões juntam-se a uma série de novos caminhos de investigação também revelados por este estudo. Um dos mais prementes consiste em identificar a estrutura neural que, nas moscas, controla as respostas cardíacas ao perigo e decifrar como funciona.

“Como as moscas e os humanos partilham muitos genes, o coração das moscas é habitualmente usado para estudar vários aspetos da cardiologia, principalmente relacionados com doenças”, realça Barrios. “No entanto, pouca atenção foi dada para a forma como o coração da mosca reage ao perigo.”

“Agora que demonstrámos mais esta nova similitude, podemos avançar na investigação de como isto acontece. Eventualmente, esperamos que o conhecimento alcançado na mosca, leve a um entendimento de como o cérebro controla o comportamento em outros animais, incluindo humanos”, Moita conclui.