Microorganismo Unicelular parece Escolher

O tipo unicelular Stentor roeseli realiza uma espécie de tomada de decisão consecutiva para evitar estímulos incómodos.

Duplicando os resultados de uma pesquisa desacreditada de 100 anos, um artigo na Present Biology hoje (5 de dezembro) valida que o protozoário Stentor roeseli pode fazer uma terapia complexa e previsível para evitar danos.

“O que [o artigo] mostra é que uma única célula pode ter várias reações viáveis ​​e depois selecioná-las em uma ordem especificada”, afirma o geométrico celular Wallace Marshall do College of California, San Francisco, que não foi associado ao estudo. “Jennings havia relatado isso há mais de um século, mas ninguém realmente pensava nisso, então mostrar esse resultado mais uma vez utilizando abordagens modernas é interessante na minha opinião”, ele continua. “Eu gosto do fato de que eles realmente levaram os resultados antigos muito a sério.”

S. roeseli, que reside em tanques de peixes e outros corpos de água doce estáticos ou lentos, é um organismo unicelular em forma de trombeta que é suficientemente percetível a olho nu. Ele passa o tempo fixado em vegetação submersa, atacando germes e outros minúsculos microorganismos e, às vezes, nadando.

Em 1902, o zoólogo Herbert Jennings publicou um artigo onde descreveu o comportamento transformador de S. roeseli em ação para um estímulo desagradável — a pipetagem de carmim (uma cor vermelha feita de coberturas de insetos em pó) direto para a localização geral do animal. De acordo com o artigo, a primeira estratégia de evitação de S. roeseli é se afastar do irritante. Se isso não funcionar, o animal muda as instruções na batida dos cílios para afastar os bits. Caso contrário, S. roeseli contrai o corpo para fugir do assalto. E, como última esperança, a criatura se separa do objeto ao qual aderiu e também sai a nadar.

Um artigo de 1967, que parou de replicar as descobertas de Jennings, fez com que esses monitoramentos anteriores fossem amplamente esquecidos.

O biólogo de sistemas do Harvard College, Jeremy Gunawardena, ficou fascinado com a descoberta de Jennings após descobrir sobre ela numa palestra uma década atrás, porque “recomenda que as células individuais podem ter hábitos muito mais complexos do que geralmente acreditamos.” Então, afirma ele, acabou sendo intensificado pelo jornal de 1967, que alegou que os resultados estavam errados. “Foi um dos estudos mais medíocres que já vi”, afirma. O jornal relatou que as células nadam em feedback para o pó de carmim, mas “elas utilizaram o microorganismo errado”, afirma Gunawardena– Stentor coeruleus. “Para garantir que peguei a minha cabra.” A sensação de opressão encorajou ele e os seus associados a ver se eles poderiam recapitular os antigos experiências de Jennings.

As investigações rapidamente encontraram um obstáculo quando a equipa não conseguiu obter qualquer ação de S. roeseli utilizando pó de carmim. “Na época, praticamente desistimos”, afirma Gunawardena. Determinados a localizar qualquer coisa que pudesse gerar um esforço, eles verificaram várias substâncias convenientemente oferecidas no laboratório e descobriram que pequenos grãos de poliestireno “geravam ações de evasão reproduzíveis” — sem dúvida, todos os quatro hábitos que o próprio Jennings tinha em mente. Não está claro por que o carmim não funcionou, mas é viável que a estrutura do produto tenha se alterado considerando que foi no início dos anos 1900, recomendam os autores.

Enquanto Jennings relatava os seus monitoramentos como descrições generalizadas de organismos, o grupo de Gunawardena adotou um método analítico. Eles coletaram dados de quase 60 experimentos separados nos quais um, 2 ou três microrganismos foram submetidos a entre um e sete pulsos de contas em solução. Quando se trata de vários pulsos, cada um foi dado depois que o organismo retomou o seu estado de repouso.

A análise computacional das informações construídas revelou que, como Jennings tinha visto, as ações geralmente tendiam a ocorrer numa ordem hierárquica. No entanto, essa hierarquia só foi observada no nível da população. Em qualquer microrganismo específico, a alteração das instruções, flexão ou contração dos cílios pode ocorrer em qualquer ordem. Nos eventos em que um organismo se desprende, uma contração vem sempre antes das ações.

Embora ainda não esteja claro como S. roeseli muda entre as ações, “atualmente temos certeza de que [o resultado de Jennings] se mantém… Ele coloca-o no mundo onde as pessoas podem começar a investigá-lo num nível muito mais mecanicista,” Afirma Marshall.

“É maravilhoso que eles tenham conseguido duplicar [as descobertas]”, diz o engenheiro mecânico e também biológico Sindy Tang, do Stanford College, que não esteve associado ao estudo. “É interessante… que uma célula solitária que não é um neurônio tem tudo de que você precisa para tomar uma decisão.”

 Este artigo esclarece bem uma disputa entre aqueles [cientistas] dispostos a aprovar que os microrganismos não neuronais são da mesma forma com a capacidade de processar detalhes e agir com base nessa informação, e também aqueles que aderem à sugestão de que apenas os microrganismos neuronais podem tomar decisões complexas fabricações, escreve Madeleine Beekman, ecologista evolucionista da Universidade de Sydney que não esteve envolvida no estudo, num e-mail para o The Scientist. “Há uma diferença fundamental entre microrganismos com cérebro e também sem cérebro”, ela continua, “mas o fator é que uma mente não surgiu do nada. A razão é o resultado da opção de ênfase colocada sobre os microorganismos com o modo mais básico de processamento de informações. Gunawardena e associados revelam que este trabalho de solo padrão está atualmente presente em organismos unicelulares. ”