Cérebros de Polvo partilham atualmente um traço surpreendente com cérebros humanos

O nosso planeta está cheio de uma espantosa variedade de formas de vida, mas algumas são definitivamente mais peculiares do que outras. Isto é particularmente verdade no caso do polvo, um animal tão estranho que convida regularmente a comparações com alienígenas.

De facto, se existe alguma criatura na Terra que seja suficientemente estranha para ter evoluído noutro lugar, segundo o neurocientista britânico Anil Seth, é o polvo. Algumas teorias marginais propõem mesmo que os polvos possam ser extraterrestres.

No entanto, há muitas provas para ligar firmemente a evolução do polvo à Terra, e uma equipa de cientistas liderada pelo biólogo de sistemas Nikolaus Rajewsky do Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine acaba de encontrar uma nova. E é realmente intrigante.

É uma característica que o cérebro do polvo realmente partilha com o cérebro humano, e o cérebro de outros vertebrados: um enorme repertório de microRNAs – pequenas moléculas de RNA não-codificantes, de cadeia simples, constituídos por 18-25 nucleótidos e estão envolvidos na regulação pós-transcricional dos RNA mensageiros (mRNA) – no seu tecido neural. “Isto”, diz Rajewsky, “é o que nos liga ao polvo”!

Os polvos são estranhos em muitos aspetos. Também são inteligentes, tal como outros cefalópodes, tais como os chocos. E os cérebros de lulas foram considerados quase tão complexos como os cérebros de cães. Há até provas que sugerem que os polvos podem sonhar – raramente confirmadas em invertebrados.

Cada braço do polvo é capaz de tomar decisões de forma independente

Ao contrário de outros animais inteligentes, o seu sistema nervoso está altamente distribuído, com uma proporção significativa dos seus 500 milhões de neurónios espalhados pelos seus braços. Cada braço é capaz de tomar decisões de forma independente e pode mesmo continuar a reagir a estímulos após ter sido cortado.

O complexo sistema nervoso e a inteligência dos cefalópodes têm sido algo como um puzzle. Estes traços são relativamente comuns nos vertebrados, mas destacam-se realmente entre os invertebrados.

Há algo mais estranho nos polvos e outros cefalópodes. Os seus corpos podem editar rapidamente as suas sequências de RNA na hora para se adaptarem ao seu ambiente. Não é assim que a adaptação normalmente funciona; normalmente, começa com o ADN, e essas alterações são passadas para o ARN.

Isto levou Rajewsky a interrogar-se sobre que outros polvos de RNA secretos poderiam estar a esconder.

Analisando 18 amostras obtidas de polvos mortos – fornecidas pela Stazione Zoologica Anton Dohrn instituto de investigação marinha em Itália – Rajewsky e a sua equipa sequenciaram o ARN principalmente de Octopus vulgaris, o polvo comum. Também foi incluído no estudo um polvo de dois pontos (Octopus bimaculoides) e uma lula havaiana (Euprymna scolopes).

A sequenciação forneceu um perfil dos RNAs mensageiros e dos pequenos RNAs neles contidos. E os resultados foram uma surpresa.

“Havia de facto muita edição de RNA em curso, mas não em áreas que acreditamos serem de interesse”, explica Rajewsky.

O que a equipa descobriu foi que os polvos têm muitas microRNAs. Encontraram 164 genes de microRNAs agrupadas em 138 famílias de microRNAs no polvo comum, e 162 genes de microRNAs agrupados nas mesmas 138 famílias no polvo de dois pontos da Califórnia. E 42 das famílias eram novas, na sua maioria no cérebro e tecido neural.

MicroARNAs são moléculas não codificadoras de RNA que estão fortemente envolvidas na regulação da expressão genética, ligando-se a moléculas maiores de RNA para ajudar as células a afinar as proteínas que elas criam.

O facto destas famílias de microARNAs terem sido preservadas no polvo, tal como os locais de ligação do RNA, sugere que ainda desempenham um papel na biologia do polvo, embora os cientistas ainda não saibam qual é esse papel, ou com que células as microARNAs estão envolvidas.

“Esta é a terceira maior expansão das famílias de microARNAs no mundo animal, e a maior fora dos vertebrados”, diz o biólogo Grygoriy Zolotarov, agora no Centro de Regulação Genómica em Espanha, anteriormente do laboratório de Rajewsky.

“Para vos dar uma ideia da escala, as ostras, que também são moluscos, adquiriram apenas cinco novas famílias de microARNAs desde os últimos antepassados que partilharam com os polvos – enquanto os polvos adquiriram 90!

As únicas expansões comparáveis ocorreram em vertebrados, embora a escala seja um pouco diferente. O genoma humano codifica, por contexto, cerca de 2.600 microARNAs maduras. Mas a contagem da família microARNAs do polvo é igual à dos animais como galinhas e sapos.

A descoberta, dizem os investigadores, sugere que a inteligência complexa, incluindo os smarts de cefalópodes, pode estar relacionada com esta expansão das microARNAs.

Curiosamente, esta não é a única semelhança entre os cérebros dos polvos e os dos vertebrados. Os cientistas descobriram anteriormente que tanto o cérebro humano como o do polvo contêm um elevado número de segmentos de ADN chamados transposons. Parece que se passa muito mais na cabeça (e nos braços) de um polvo do que se entende.

O passo seguinte para a equipa de Rajewsky é tentar descobrir exatamente o que essas microARNAs estão a fazer.

“A notável explosão do repertório do gene microARNA em cefalópodes Coleoideas pode indicar”, escrevem os investigadores, “que as microARNAs e, talvez, as suas funções neuronais especializadas estão profundamente ligadas e possivelmente necessárias para o surgimento de cérebros complexos em animais”.