Medusas Não Têm Cérebros, Mas Dormem

Nova investigação descobre que as medusas entram num estado de sono. Se o estudo, publicado hoje (21 de Setembro) na revista Current Biology, for confirmado por estudos futuros, as medusas são os primeiros animais sem sistema nervoso central a terem sido observados a dormir. Essa descoberta poderia reforçar a teoria de que o sono é uma propriedade emergente dos neurónios – por outras palavras, o sono pode ser algo que as células nervosas ligadas em rede apenas fazem, mesmo sem uma organização complexa.

“A verdadeira novidade do que temos mostrado é que este animal que está quase tão distante, evolutivamente, dos humanos e dos animais superiores como se pode ir, também parece ter este estado comportamental conservado” do sono, disse a co-autora do estudo Claire Bedbrook, estudante de doutoramento em bioengenharia no Instituto de Tecnologia da Califórnia.

As origens do sono

O sono é crucial para a sobrevivência, mas ninguém sabe exactamente o que ele faz ou porque evoluiu pela primeira vez. Um estudo de 1995 na revista Behavioural Brain Research descobriu que, quando privados de sono por completo, os ratos morriam no prazo de três semanas. Animais tão simples como o verme Caenorhabditis elegans, que tem apenas 302 neurónios e um sistema nervoso central extremamente simples, foram encontrados a exibir padrões de actividade e descanso que se parecem muito com o sono.

Ravi Nath, um estudante de pós-graduação da Caltech e co-autor do novo estudo, estuda tipicamente este estado de sono em C. elegans. Ele e o seu conselheiro de laboratório, Paul Sternberg, interrogaram-se se poderiam encontrar indícios de sono em animais ainda mais simples. Veio-me à mente uma medusa, Nath disse ao Live Science.

Outro estudante graduado da Caltech, Michael Abrams, estava por acaso a cultivar medusas no laboratório da bióloga Lea Goentoro ao mesmo tempo para um projecto totalmente alheio. Ele notou que um género, Cassiopea, ou a medusa de cabeça para baixo, parecia tornar-se menos activa à noite. Cassiopea passa a grande maioria do seu tempo sentado de cabeça para baixo no oceano ou no fundo do tanque, a tocar o seu sino uma vez por segundo, disse Abrams ao Live Science. Este comportamento sedentário faz da medusa de cabeça para baixo um animal fácil de seguir o comportamento.

Gelatinas a dormir

Abrams e Nath uniram forças com Bedbrook para investigar exactamente o que as gelatinas estavam a fazer. Sabiam que para mostrar que as medusas estavam a dormir, teriam de provar que o seu comportamento preenchia os critérios padrão para dormir: diminuição da actividade que é rapidamente reversível, ao contrário de um coma ou inconsciência; redução da capacidade de resposta a estímulos em comparação com um estado de vigília; e regulação homeostática, o que significa que existe algum tipo de “impulso” inato para o sono e que o animal precisa de sono para funcionar.

Para medir a actividade, os investigadores contaram a taxa de pulsação do sino em 23 alforrecas durante seis dias e noites seguidas. Verificaram que a taxa caiu 32% à noite, passando de cerca de 1.155 pulsos por 20 minutos durante o dia para 781 pulsos por 20 minutos à noite. Quando os investigadores colocaram um pequeno lanche da meia-noite na coluna de água, as geleias animaram-se e começaram a pulsar a taxas diurnas, indicando que este período quiescente era facilmente reversível.

Mas será que as medusas responderam menos do que o habitual? Para descobrir, os investigadores colocaram as medusas em pequenos recipientes feitos de tubo de PVC com um fundo de malha. Levantaram as geleias suavemente para cima do fundo do tanque, depois puxaram rapidamente o recipiente para baixo, deixando as medusas suspensas na água.

Geleias de cassiopea preferem sentar-se a nadar, por isso as geleias suspensas pulsaram para baixo até ao fundo do tanque. Mas fizeram muito mais depressa durante o dia, começando a pulsar 2 segundos depois de perderem a sua superfície de repouso, do que à noite, quando demoraram cerca de 6 segundos a começar a pulsar – quase como se estivessem a abanar o sono antes de poderem reagir.

Next, os investigadores testaram se o comportamento adormecido nas medusas estava sob controlo homeostático. Colocando de forma mais simples, a questão era: Será que as geleias agiriam cansadas no dia seguinte se fossem privadas da sua quietude durante a noite? Para descobrir, os investigadores sopravam suaves pulsos de água nas geleias durante 10 segundos a cada 20 minutos. Descobriram que quando perturbaram a medusa desta forma durante as últimas 6 horas da noite, a medusa mostrou um declínio de 12% na pulsação nas primeiras 4 horas do dia seguinte, como se estivessem a ter dificuldades em acordar. Quando os investigadores continuaram a perturbar durante toda a noite, as medusas foram 17% menos activas durante todo o dia seguinte. Após uma noite inteira sem quaisquer perturbações, a medusa voltou aos níveis normais de actividade no dia seguinte.

Evolução do sono

Uma questão ardente é se o comportamento de sono na medusa é o mesmo tipo de comportamento que eventualmente deu origem ao sono complexo de animais mais altos. Os investigadores sabem que os mesmos genes e moléculas que controlam o sono em minhocas e moscas também regulam o sono em zebrafish e humanos, disse Nath. Os investigadores não foram capazes de procurar esses genes e moléculas neste estudo, mas dosearam a água da medusa com melatonina e a anti-histamínica pirilamina, duas substâncias que tornam os humanos sonolentos. A medusa também se tornou menos activa na presença destas substâncias, sugerindo que o estado de sono nos animais mais antigos conhecidos e nos humanos poderia ter as mesmas raízes biológicas.

“Se isto é algo que se conserva no que observamos noutros invertebrados, vertebrados ou humanos, então qual é o denominador comum? Bedbrook disse. “O que é que todos eles têm em comum que poderia ser a razão pela qual estes animais passam por este estado de sono?”

O passo seguinte, disse Nath, poderia ser usar eléctrodos para seguir a actividade dos neurónios da medusa durante o estado de sono.

“Adoraríamos ver se existem outras espécies de medusas que também dormem”, acrescentou Bedbrook. “Gostaríamos também de ver se as esponjas, o próximo nível abaixo, dormem ou não”. As esponjas não têm sistema nervoso, embora possuam alguns dos genes e proteínas rudimentares encontrados no sistema nervoso de outros animais.

Artigo original sobre Ciência Viva.