Polvo da espécie Octopus tetricus
Apesar das diferentes morfologias, estilos de vida e habitats, os vertebrados e os polvos desenvolveram uma pupila e uma lente que guia a luz para uma retina.
Um esforço para mapear o lobo óptico do cérebro do polvo, célula por célula, deu a conhecer o sistema visual com semelhanças e diferenças notáveis em relação aos humanos. Os paralelos são particularmente interessantes porque falam da natureza aparentemente coincidente da evolução convergente.
Os seres humanos e os polvos separaram-se de um antepassado comum há 500 milhões de anos. No entanto, a forma como os nossos respetivos sistemas visuais evoluíram para resolver os mesmos problemas é chocante. Apesar das diferentes morfologias, estilos de vida e habitats, os vertebrados e os polvos evoluíram, de forma independentemente, uma pupila e uma lente que guia a luz para uma retina, por exemplo.
Os cefalópodes de corpo mole — lulas, polvos e chocos — têm os maiores cérebros de qualquer invertebrado, com dois terços do seu tecido central de processamento reservado apenas para a visão.
Como seria de esperar de todo esse espaço, estas criaturas oceânicas têm uma visão realmente boa, mesmo no escuro. A pele de um polvo contém as mesmas proteínas pigmentares dos seus olhos, permitindo à sua derme “ver” os detalhes do seu ambiente e camuflar-se em conformidade.
A investigação atual dos investigadores da Universidade do Oregon é a primeira a mapear de forma abrangente o sistema visual do polvo. Foi necessária uma análise de mais de 26.000 células, recolhidas durante a dissecação de dois polvos juvenis (Octopus bimaculoides) da Califórnia.
Embora os cérebros destes jovens polvos estivessem em pleno funcionamento, pareciam estar em processo de crescimento. De facto, quase um terço dos neurónios distribuídos pelos lóbulos visuais pareciam estar ainda em desenvolvimento.
Quando os investigadores sequenciaram as células de cefalópodes, encontraram quatro populações principais, cada uma libertando um sinal químico diferente — algumas libertaram dopamina, algumas libertaram acetilcolina, algumas libertaram glutamina, e outras sinalizaram tanto com dopamina como com glutamina.
Estes neurotransmissores são também vistos em cérebros vertebrados, como o humano, mas havia vários aglomerados de neurónios mais pequenos no cérebro de cefalópodes que libertavam químicos únicos. Foi encontrado um anel de células à volta do lobo ótico, por exemplo, para produzir octopamina, um neurotransmissor estreitamente relacionado com uma hormona no nosso corpo chamada noradrenalina.
Exatamente o que a otopamina faz nos polvos é um mistério que exigirá mais investigação para resolver, destaca a Science Alert. No entanto, é conhecida por ser ativa no cérebro das moscas quando voam, e é importante em muitos outros invertebrados para funções relacionadas com a preparação dos seus corpos e sistemas nervosos para a ação.
Este novo mapa cerebral do polvo poderia ajudar a esforços futuros. Os investigadores identificaram vários fatores de transcrição genética e moléculas de sinalização que são exclusivas dos polvos, que provavelmente ajudam a moldar o desenvolvimento neural de alguma forma. Outros estudos poderiam eliminar ou abafar estes fatores para descobrir o seu possível papel no cérebro do cefalópode.
“O atlas que aqui apresentamos fornece um roteiro para tais estudos, e mais geralmente fornece um caminho em frente no sentido de rachar a lógica funcional, de desenvolvimento, e evolutiva do sistema visual da cefalópode“, escrevem os autores no estudo.
À semelhança dos vertebrados, o sistema visual do polvo é estruturado em camadas, mas não da mesma forma que o nosso. A diversidade dos tipos celulares e a forma como estão organizados no cérebro do cefalópode é fundamentalmente diferente.
“Ao nível óbvio, os neurónios não se mapeiam uns aos outros — estão a usar neurotransmissores diferentes”, explica o biólogo Cris Niell da Universidade de Oregon. “Mas talvez eles estejam a fazer os mesmos tipos de cálculos, apenas de uma forma diferente“.
Uma das maiores questões é como se desenvolve o sistema visual do cefalópode. Os polvos passam anos a cultivar cérebros maciços, mas como é que a informação da retina ajuda a orientar esse crescimento? Nos vertebrados, os fotorrecetores na retina não se ligam diretamente ao cérebro. Em vez disso, eles entregam mensagens a outros neurónios. Mas nos cefalópodes, os fotorrecetores ligam-se diretamente aos lóbulos óticos do cérebro.
