Os primeiros animais foram predadores ou filtradores como as esponjas que vivem hoje no oceano? Qual é o papel da simbiose com algas, como os corais construtores de recifes? Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Thomas W. Holstein, da Universidade de Heidelberg, estudou o desenvolvimento das anêmonas do mar. As suas descobertas surpreendentes mostraram que um estilo de vida predatório moldou a evolução das anémonas-do-mar e teve um grande impacto na origem do seu sistema nervoso.


A imagem mostra o estágio larval planar inicial da anêmona do mar Aiptasia (núcleos ciano e células urticantes verdes) predando as larvas de crustáceo (verde) do copépode Tisbesp. Crédito da imagem: Ira Mägele e Ulrike Engel

Os pesquisadores conseguiram mostrar que os estágios jovens da vida (larvas) da pequena anêmona do mar Aiptasia caçam ativamente presas vivas sem depender de algas. Para capturar presas, as larvas da anêmona do mar usam células urticantes especializadas e uma rede simples de neurônios.

A formação gástrica desempenha um papel fundamental durante o desenvolvimento embrionário inicial de organismos multicelulares. "O tubo gástrico mais simples se desenvolve a partir de uma bola oca de células - o blastocisto - que forma um estágio larval com intestino e boca; imagine empurrar uma bola para dentro de um lado. Todos os animais passam por esse estágio de órgão gástrico, e esse estágio provavelmente também estava presente no início da evolução animal", explica o professor Holstein, biólogo de desenvolvimento e evolução do Centro Ruperto-Carola de Pesquisa Biológica (COS).

A imagem mostra as larvas da pequena anêmona do mar Aiptasia (núcleo ciano) e as larvas de crustáceo ingeridas (verde) do copépode Tisbesp. Crédito da imagem: Ira Mägele e Ulrike Engel

Ira Mägele (membro do seu grupo de investigação) conseguiu demonstrar que já na fase gástrica tardia, as larvas da anémona do mar são capazes de capturar presas de tamanho adequado com células urticantes, engoli-las com a boca e digeri-las no seu intestino primitivo.

A anêmona do mar Aiptasia é um sistema modelo para o estudo da endossimbiose em corais e outros cnidários.

“Os corais vivem em águas pobres em nutrientes e as larvas, ou pólipos jovens, absorvem células Symbiodinium”, diz Thomas-Holstein. “No entanto, este processo, que é importante para os adultos, não conduz ao crescimento e fixação das larvas, sugerindo que a nutrição é um passo crítico para o final do ciclo de vida”.

Estudos laboratoriais das condições nutricionais mostraram que o alimento para as larvas jovens do arenque deve ser pequeno o suficiente e estar vivo. As larvas de crustáceos dos copépodes Tisbe são 50 a 80 mícrons menores e semelhantes em tamanho às larvas de Aiptasia, o que as torna um alimento ideal.

As larvas continuam a crescer rapidamente antes de se estabelecerem no substrato e se metamorfosearem em pólipos primários. “Desta forma, crescemos pela primeira vez pólipos de coral maduros e seus descendentes”, explica Ira Mägele.

“Ao fechar o ciclo de vida da Aiptasia, será finalmente possível realizar os experimentos de genética molecular necessários para estudos funcionais deste importante organismo modelo endossimbiótico”, enfatiza a Dra. Elisabeth Hampton, pesquisadora participante da Universidade de Viena, na Áustria.

A professora Dra. Annika Guse, da Universidade Ludwig-Maximilians, em Munique, também é uma das coautoras deste estudo. Ela acredita que este método experimental é um avanço na pesquisa deste sistema modelo.

Como enfatiza o professor Holstein, os dados obtidos pintam um novo quadro em que o estilo de vida predatório é a principal característica do aparelho gástrico dos cnidários. O teórico evolucionista Ernst Haeckel (1834-1919) propôs pela primeira vez a "hipótese do órgão gástrico".

"Mas o hipotético órgão gástrico de Haeckel era uma forma de vida que filtrava partículas, como uma esponja. Em contraste, os tubos gástricos predadores de Aiptasia e de outros cnidários têm células urticantes especializadas para capturar presas."

O biólogo de Heidelberg acrescenta que um estilo de vida predatório semelhante ao dos vermes estomacais, com organelas exógenas que excretam toxinas e também encontrado em organismos unicelulares e vermes simples, pode ter sido um impulsionador chave da evolução inicial dos organismos multicelulares e do desenvolvimento de sistemas nervosos complexos e organizados.