Não tenho corpo: por que as estrelas do mar são apenas cabeças rastejantes

Sistema nervoso de uma estrela morcego mais velha (Prêmio Laurent Formery / Olímpico / Imagem Evidente do Ano)
Sistema nervoso de uma estrela morcego mais velha (Prêmio Laurent Formery / Olímpico / Imagem Evidente do Ano)

Onde é que uma estrela-do-mar usaria um chapéu, se tivesse um, e como é que a disposição do seu corpo se relaciona com a dos seus parentes próximos, os seres humanos? Essas questões há muito tempo confundem os cientistas, mas uma equipe em Califórnia Acredito que finalmente descobriram onde está a cabeça de uma estrela do mar – e isso provou ser uma surpresa completa. 

Usando ferramentas genéticas e moleculares avançadas, os pesquisadores criaram um atlas 3D da expressão genética da estrela do mar (a forma como os dados codificados em um gene são transformados em uma função) e mapearam as regiões do corpo. 

“A resposta é muito mais complicada do que esperávamos”, diz o pós-doutorado Laurent Formery, da Universidade de Stanford, principal autor do estudo, que foi conduzido nos laboratórios do autor sênior Prof Christopher Lowe na Stanford School of Humanities & Sciences, com Daniel S Rokhsar da University of Califórnia, Berkeley. 

“É simplesmente estranho e muito provavelmente a evolução do grupo foi ainda mais complicada.” O grupo dos equinodermos inclui não apenas estrelas do mar, mas também pepinos e ouriços-do-mar.

Morcego adulto (Laurent Formery)
Morcego adulto (Laurent Formery)

O inesperado foi que a “cabeça” de uma estrela do mar acabou por não estar localizada em nenhum lugar. Em vez disso, os cientistas detectaram regiões “semelhantes a uma cabeça” distribuídas por todo o seu centro e no meio de cada membro, com uma região semelhante a uma cauda ao longo do seu perímetro. 

Como nenhuma parte de uma estrela-do-mar tinha o padrão genético associado à tromba de um animal, parece que as estrelas-do-mar são melhor descritas como cabeças com a capacidade de rastejar!

Mistério zoológico

As estrelas do mar são muito antigas, mas também estão intimamente relacionadas aos humanos. Eles começam a vida como ovos fertilizados que eclodem em larvas flutuantes e podem flutuar como plâncton durante meses antes de se estabelecerem no fundo do mar. 

Estrela do mar: metamorfose de larva em juvenil (Laurent Formery)
Metamporfose de larva de estrela-morcego em juvenil (Laurent Formery)

Neste ponto, eles deixam de ter um “plano corporal bilateral” simétrico, como os humanos, e se transformam em adultos com formato de estrela de cinco pontas, ou “plano corporal pentaradial”.

Batstar juvenil em movimento (Laurent Formery)

“Este tem sido um mistério zoológico há séculos”, diz Lowe. “Como podemos passar de um plano corporal bilateral para um plano pentaradial, e como podemos comparar qualquer parte da estrela do mar com o nosso próprio plano corporal?

“Não há nada anatomicamente em uma estrela do mar que possa ser relacionado a um vertebrado. Simplesmente não há nada lá.” Decidindo ignorar a anatomia “estranha”, a equipe optou por se concentrar na análise da estrela do mar a nível genético e molecular. 

Morcegos (Patriria miniata) foram escolhidos porque já existiam protocolos de pesquisas científicas anteriores sobre a espécie, o que é muito comum na costa oeste dos EUA, onde a equipe trabalha.

Esqueleto, músculos e sistema nervoso de um morcego juvenil (Laurent Formery)
Esqueleto, músculos e sistema nervoso de um morcego juvenil (Laurent Formery)

“Primeiro, seccionamos os braços da estrela do mar em fatias finas, da ponta ao centro, de cima para baixo e da esquerda para a direita”, diz Formery. “Usamos a tomografia de RNA para determinar quais genes foram expressos em cada fatia e depois 'remontamos' as fatias usando computador modelos. Isso nos deu um mapa 3D da expressão genética.”

Um segundo método utilizou um desenvolvimento técnico recente chamado no local reação em cadeia de hibridação. Isso envolveu a coloração do tecido batstar e a inspeção visual para determinar onde um gene foi expresso. 

Expressão do gene Batstar (Laurent Formery)
Expressão do gene Batstar (Laurent Formery)

“Mesmo em artigos moleculares recentes há um ponto de interrogação perto dos equinodermos na árvore evolutiva, porque não sabemos muito sobre eles”, diz Formery. “Foi bom mostrar que – pelo menos a nível molecular – temos uma nova peça do puzzle que agora pode ser colocada na árvore.” A pesquisa da equipe é publicada em Natureza.

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