Os braços do polvo se movem com incrível destreza, dobrando, torcendo e enrolando com graus quase infinitos de liberdade. Uma nova pesquisa da Universidade de Chicago revelou que o circuito do sistema nervoso que controla o movimento dos braços em polvos é segmentado, dando a essas criaturas extraordinárias controle preciso em todos os oito braços e centenas de ventosas para explorar seu ambiente, agarrar objetos e capturar presas.

"Se você vai ter um sistema nervoso que controla esse movimento dinâmico, essa é uma boa maneira de configurá-lo", disse Clifton Ragsdale, Ph.D., professor de Neurobiologia na UChicago e autor sênior do estudo.

"Acreditamos que seja uma característica que evoluiu especificamente em cefalópodes de corpo mole com ventosas para realizar esses movimentos semelhantes aos de vermes."

O estudo, "Segmentação neuronal em braços de cefalópodes", foi nesta quarta-feira (15) na Nature Communications .

Cada braço do polvo tem um sistema nervoso enorme, com mais neurônios combinados nos oito braços do que no cérebro do animal. Esses neurônios estão concentrados em um grande cordão nervoso axial (CNA), que serpenteia para frente e para trás enquanto viaja pelo braço, cada curva formando uma ampliação sobre cada ventosa.

Cassady Olson, uma estudante de pós-graduação em Neurociência Computacional que liderou o estudo, queria analisar a estrutura do CNA e suas conexões com a musculatura nos braços do polvo-de-duas-manchas-da-Califórnia (Octopus bimaculoides), uma pequena espécie nativa do Oceano Pacífico, na costa da Califórnia.

Ela e sua coautora Grace Schulz, uma estudante de pós-graduação em Desenvolvimento, Regeneração e Biologia de Células-Tronco, estavam tentando observar seções transversais finas e circulares dos braços sob um microscópio, mas as amostras continuavam caindo das lâminas. Elas tentaram tiras longitudinais dos braços e tiveram mais sorte, o que levou a uma descoberta inesperada.

Usando marcadores celulares e ferramentas de imagem para rastrear a estrutura e as conexões do ANC, eles viram que os corpos celulares neuronais estavam compactados em colunas que formavam segmentos, como um tubo corrugado. Esses segmentos são separados por lacunas chamadas septos, onde nervos e vasos sanguíneos saem para músculos próximos. Nervos de múltiplos segmentos se conectam a diferentes regiões dos músculos, sugerindo que os segmentos trabalham juntos para controlar o movimento.

Nervos para as ventosas também saíram do ANC por esses septos, conectando-se sistematicamente à borda externa de cada ventosa. Isso indica que o sistema nervoso configura um mapa espacial, ou topográfico, de cada ventosa.

Os polvos podem se mover e mudar o formato de suas ventosas independentemente. As ventosas também são repletas de receptores sensoriais que permitem que o polvo prove e cheire coisas que toca — como combinar uma mão com uma língua e um nariz. Os pesquisadores acreditam que a "suckeroptopy", como eles chamam o mapa, facilita essa complexa habilidade sensório-motora.

Para verificar se esse tipo de estrutura é comum a outros cefalópodes de corpo mole, Olson também estudou lulas costeiras de nadadeiras longas (Doryteuthis pealeii), que são comuns no Oceano Atlântico.

Essas lulas têm oito braços com músculos e ventosas como um polvo, além de dois tentáculos. Os tentáculos têm um longo caule sem ventosas, com uma clava na ponta que tem ventosas. Enquanto caça, a lula pode atirar os tentáculos para fora e agarrar a presa com as clavas equipadas com ventosas.

Usando o mesmo processo para estudar longas tiras dos tentáculos da lula, Olson viu que o ANC nos talos sem ventosas não é segmentado, mas as clavas na ponta são segmentadas da mesma forma que no polvo. Isso sugere que um ANC segmentado é construído especificamente para controlar qualquer tipo de apêndice hábil e carregado de ventosas em cefalópodes.

Os tentáculos das lulas têm menos segmentos por ventosa, no entanto, provavelmente porque não usam as ventosas para sensação da mesma forma que os polvos. As lulas confiam mais em sua visão para caçar em águas abertas, enquanto os polvos rondam o fundo do oceano e usam seus braços sensíveis como ferramentas para exploração.

Embora polvos e lulas tenham divergido uns dos outros há mais de 270 milhões de anos, as semelhanças na forma como eles controlam partes de seus apêndices com ventosas — e as diferenças nas partes que não o fazem — mostram como a evolução sempre consegue encontrar a melhor solução.

"Organismos com esses apêndices cheios de ventosas e movimentos semelhantes aos de vermes precisam do tipo certo de sistema nervoso", disse Ragsdale.

"Diferentes cefalópodes desenvolveram uma estrutura segmentar, cujos detalhes variam de acordo com as demandas de seus ambientes e as pressões de centenas de milhões de anos de evolução."