.
Os primeiros animais foram predadores ou filtradores como as esponjas que vivem nos oceanos de hoje? E que papel desempenhou a simbiose com algas, como acontece com os corais construtores de recifes? Descobertas surpreendentes de um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Thomas W. Holstein, da Universidade de Heidelberg, sobre o desenvolvimento de anêmonas do mar sugerem que um estilo de vida predatório moldou sua evolução e teve um impacto significativo na origem de seu sistema nervoso. Os investigadores conseguiram mostrar que as fases jovens da vida (larvas) da pequena anémona-do-mar Aiptasia alimentam-se ativamente de presas vivas e não dependem de algas. Para capturar suas presas, as larvas da anêmona usam células urticantes especializadas e uma rede neuronal simples.
No desenvolvimento embrionário inicial de organismos multicelulares, a gastrulação desempenha um papel fundamental. “Na sua forma mais simples, a gástrula se desenvolve a partir de uma esfera oca de células, a blástula, formando um estágio larval com intestino e boca; imagine empurrar uma bola para dentro de um lado. Todos os animais passam por esse estágio de gástrula, que também poderia ter existido no início da evolução animal”, explica o Prof. Holstein, biólogo evolutivo e de desenvolvimento do Centro de Estudos Organismais (COS) de Ruperto Carola. Ira Mägele, membro do seu grupo de investigação, conseguiu provar que já na fase final da gástrula, as larvas da anémona-do-mar Aiptasia capturam presas de tamanho adequado com as suas células urticantes, ingerem-nas com a boca e digerem-nas no seu intestino primitivo. .
A anêmona do mar Aiptasia é um sistema modelo para pesquisa sobre endossimbiose em corais e outros cnidários. “Os corais vivem em águas pobres em nutrientes e, como larvas ou pólipos jovens, absorvem células de algas simbióticas. Em Aiptasia, no entanto, este processo é importante para os adultos, mas não leva ao crescimento e assentamento das larvas, sugerindo que a nutrição é um fator crítico. passo para fechar o ciclo de vida”, afirma Thomas Holstein. Estudos laboratoriais das condições nutricionais mostraram que o alimento para as minúsculas larvas de Aiptasia tinha que ser suficientemente pequeno e vivo. As larvas Nauplius dos copépodes Tisbe, com 50 a 80 micrômetros de tamanho pequeno, são de tamanho semelhante às larvas de Aiptasia, o que as torna um alimento ideal.
As larvas aumentam contínua e rapidamente de tamanho, seguidas de assentamento no substrato e metamorfose em pólipos primários. “Desta forma, conseguimos cultivar pólipos maduros, bem como os seus descendentes, pela primeira vez”, explica Ira Mägele. A Dra. Elizabeth Hambleton, pesquisadora participante da Universidade de Viena (Áustria), enfatiza: “Ao fechar assim o ciclo de vida da Aiptasia, será finalmente possível realizar os experimentos genéticos moleculares necessários para estudos funcionais neste organismo modelo endossimbiótico chave. .” A professora Annika Guse, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, também coautora do estudo, vê esta abordagem experimental como um avanço para o trabalho neste sistema modelo.
Como ressalta o professor Holstein, os dados obtidos pintam um novo quadro do estilo de vida predatório como uma característica primária da gástrula dos cnidários. O teórico evolucionista Ernst Haeckel (1834 a 1919) apresentou pela primeira vez a “hipótese da gástrula”. “Mas a gástrula hipotética de Haeckel era uma forma de vida filtradora de partículas, como as esponjas. Em contraste, a gástrula predatória de Aiptasia e outros cnidários possuem células urticantes especializadas usadas para capturar presas.” O estilo de vida predatório de formas semelhantes à gástrula com organelas extrusivas que excretam toxinas e também são encontradas em organismos unicelulares e vermes simples, acrescenta o biólogo de Heidelberg, poderia ter sido um impulsionador crítico da evolução inicial de organismos multicelulares e do desenvolvimento de organismos complexos. , sistemas nervosos organizados.
Os resultados do estudo foram publicados na revista PNAS. O financiamento foi fornecido pela Fundação Alemã de Pesquisa como parte do Centro de Pesquisa Colaborativa “Mecanismos e Funções de Sinalização Wnt” da Universidade de Heidelberg, bem como pelo ERC Consolidator Grant “SYMCELLS – Resolvendo os mecanismos moleculares da simbiose intracelular de coral-algas” liderado pelo Prof. Guse.
.
