A crença de longa data de que as águas-vivas são criaturas simples com capacidades cognitivas limitadas foi drasticamente derrubada.
Um novo estudo da Universidade de Copenhaga revela que as medusas caribenhas são muito mais avançadas do que se pensava anteriormente, apresentando capacidades de aprendizagem complexas, apesar dos seus sistemas nervosos rudimentares.
Não tão simples
Embora as águas-vivas habitem o nosso planeta há mais de 500 milhões de anos, a sua reputação tem sido principalmente a de seres simples.
Esta noção tem sido largamente baseada nos seus sistemas nervosos primitivos, particularmente quando comparados com organismos com cérebros centralizados avançados. A pesquisa, no entanto, desafia essa perspectiva.
“Antigamente, presumia-se que as águas-vivas só conseguiam gerir as formas mais simples de aprendizagem, incluindo a habituação – ou seja, a capacidade de se habituar a um determinado estímulo, como um som constante ou um toque constante”, disse o co-autor do estudo, Professor Anders Garm.
“Agora, vemos que as águas-vivas têm uma capacidade de aprendizagem muito mais refinada e que podem realmente aprender com os seus erros. E ao fazer isso, modifique seu comportamento.”
Foco do estudo
O foco desta pesquisa foi a água-viva caribenha, Tripedalia Cystophora. Apesar de terem apenas cerca de mil células nervosas, estas águas-vivas apresentavam sofisticados mecanismos de aprendizagem que lhes permitiam adaptar o seu comportamento com base nas experiências. Notavelmente, eles alcançam esse aprendizado avançado a uma taxa semelhante à das moscas-das-frutas e dos ratos.
Os experimentos da equipe destacaram como essas águas-vivas usam contrastes visuais para avaliar a distância das raízes dos manguezais, permitindo-lhes evitar possíveis danos.
O que é ainda mais fascinante é a sua capacidade de ajustar o seu comportamento com base em mudanças nas condições de contraste devido a vários factores ambientais.
Aprendizagem associativa
“Nossos experimentos mostram que o contraste, ou seja, o quão escura a raiz é em relação à água, é usado pelas águas-vivas para avaliar as distâncias até as raízes, o que lhes permite sair nadando no momento certo. Ainda mais interessante é que a relação entre distância e contraste muda diariamente devido à água da chuva, algas e ação das ondas”, disse o professor Garm.
“Podemos ver que, à medida que cada novo dia de caça começa, as águas-vivas aprendem com os contrastes atuais, combinando impressões visuais e sensações durante manobras evasivas que falham.”
“Portanto, apesar de terem apenas mil células nervosas – os nossos cérebros têm cerca de 100 mil milhões – elas podem conectar convergências temporais de várias impressões e aprender uma ligação – ou o que chamamos de aprendizagem associativa. E eles realmente aprendem sobre isso tão rapidamente quanto animais avançados, como moscas-das-frutas e ratos.”
Implicações do estudo
Esta pesquisa está redefinindo nossa compreensão das capacidades dos sistemas nervosos simples. Apresenta a ideia intrigante de que a aprendizagem avançada pode ter sido uma vantagem evolutiva fundamental desde o início dos sistemas nervosos.
“Para a neurociência fundamental, esta é uma grande notícia. Ele fornece uma nova perspectiva sobre o que pode ser feito com um sistema nervoso simples. Isto sugere que a aprendizagem avançada pode ter sido um dos benefícios evolutivos mais importantes do sistema nervoso desde o início”, disse Garm.
Novos estudos estão agora centrados na identificação das células nervosas específicas responsáveis por esta aprendizagem nas medusas.
Este conhecimento poderá, em última análise, levar a uma compreensão mais ampla sobre os processos de memória em diferentes espécies e pode até contribuir para a nossa compreensão de condições complexas como a demência.
Um sistema de supermodelo
A equipe de pesquisa também mostrou onde o aprendizado está acontecendo nessas águas-vivas. Isto deu-lhes a oportunidade única de estudar as mudanças precisas que ocorrem numa célula nervosa quando esta está envolvida na aprendizagem avançada.
“Esperamos que este possa se tornar um sistema supermodelo para observar os processos celulares no aprendizado avançado de todos os tipos de animais”, disse o professor Garm.
“Estamos agora tentando identificar exatamente quais células estão envolvidas na aprendizagem e na formação da memória. Ao fazer isso, seremos capazes de observar quais mudanças estruturais e fisiológicas ocorrem nas células à medida que o aprendizado ocorre.”
Aprendendo como funciona a memória
O professor Garm disse que a equipe irá eventualmente procurar os mesmos mecanismos em outros animais, para ver se é assim que a memória funciona em geral.
“Compreender algo tão enigmático e imensamente complexo como o cérebro é em si algo absolutamente incrível. Mas existem inimaginavelmente muitas possibilidades úteis.”
“Um grande problema no futuro serão, sem dúvida, as várias formas de demência. Não afirmo que estejamos a encontrar a cura para a demência, mas se conseguirmos compreender melhor o que é a memória, que é um problema central na demência, poderemos ser capazes de estabelecer uma base para compreender melhor a doença e talvez neutralize isso.
O estudo está publicado na revista Biologia Atual.
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