“As minhocas podem ouvir?” é uma pergunta muito antiga, que Darwin tentou responder nos anos 1800, fazendo com que seu filho fizesse uma serenata para minhocas com um fagote e vendo se elas escapuliam. Resposta de Darwin: não. Mas uma nova pesquisa sugere o contrário.
Embora outros sentidos complexos, como a visão, sejam difundidos no reino animal, até agora, a audição foi encontrada apenas em vertebrados e alguns artrópodes. Quase todos os animais que ouvem dependem de um órgão que vibra quando as ondas sonoras o atingem, disparando neurônios associados ao processamento do som. Em humanos e na maioria dos outros vertebrados, esse é o nosso ouvido, compreendendo um tímpano delicado e ouvido interno.
Mas C. elegans, um minúsculo verme que é onipresente na pesquisa de biologia, não tem um órgão auditivo especializado. Em vez disso, novos experimentos revelaram que sua pele funciona como uma membrana sensora de som, efetivamente tornando o corpo inteiro do verme um tímpano. Este estudo, detalhado recentemente na revista Neuron, apresenta a primeira evidência já encontrada de que um invertebrado não artrópode pode sentir o som transportado pelo ar.
Os resultados vêm de mais de uma década de pesquisas direcionadas lideradas pelo laboratório de Shawn Xu na Universidade de Michigan. Com base no trabalho de outros que descobriram que os vermes de um milímetro podiam cheirar, provar e tocar, a equipe descobriu evidências de que os vermes também tinham os sentidos da propriocepção – o chamado sexto sentido da consciência corporal – e detecção de luz.
“E, desde então, só faltou uma coisa, que é a sensação auditiva”, diz Xu, um biólogo sensorial. “Passamos todos esses anos procurando por isso.”
A descoberta, diz ele, representa um grande salto em nossa compreensão de como os organismos podem ouvir e como a audição pode ter evoluído. Também pode expandir a busca pela audição em mais organismos que não têm ouvidos óbvios, como moluscos e outros vermes (incluindo as minhocas de Darwin) e lançar luz sobre animais cujas capacidades auditivas os cientistas ainda estão decifrando, como algumas salamandras e sapos “sem orelhas”.
Sensação de som
Muitos animais que não possuem um tímpano especializado e, portanto, não podem ouvir tecnicamente, desenvolveram outras maneiras de processar o som.
Sapos “sem orelhas” têm ouvido interno, mas não tímpano, o que significa que podem contar com uma combinação de pele e ossos para conduzir as ondas sonoras ao ouvido interno.
Aranhas saltadoras e outros pequenos insetos detectam ondas sonoras captando as vibrações com pelos ultrassensíveis em suas pernas.
Mas um mecanismo de detecção de som para a maioria dos invertebrados, geralmente considerados organismos relativamente simples, há muito tempo ilude os cientistas. Por um lado, esses experimentos exigem tecnologia avançada, e os cientistas podem não ter pensado que valeria a pena o esforço, porque poucos esperavam que os vermes detectassem o som.
Para descobrir se os vermes podiam ouvir ou sentir o som, o laboratório de Xu começou de onde Darwin parou: fazendo um barulho alto para eles. Para garantir que os vermes estivessem detectando ondas sonoras no ar em vez de vibrações na placa de Petri, a equipe modificou os vermes geneticamente para remover o sentido do tato.
Elizabeth Ronan, uma estudante de pós-graduação no laboratório de Xu que foi coautora do estudo, também verificou se a substância gelatinosa sobre a qual eles rastejaram não estava fazendo os vermes balançarem. Mesmo sem serem capazes de sentir, os vermes do estudo recuaram quando sons retumbaram em suas cabeças, e eles se arrastaram para frente quando o som estava atrás deles.
“Foi muito emocionante descobrir que quando você toca sons para os vermes, eles se movem”, diz Ronan, que supõe que esses vermes que vivem no solo descobriram que o mundo desenvolveu a capacidade de processar sons para que pudessem ouvir – e escapar – de predadores, como centopeias e insetos alados.
Mas apenas ver os vermes se esquivando do som não era evidência suficiente de que os invertebrados estavam realmente sentindo as ondas sonoras. Era possível que os vermes estivessem apenas captando os movimentos físicos das ondas sonoras em sua pele, em vez de detectar sinais elétricos com seu sistema nervoso.
Assim, a equipe, seguindo os padrões de pesquisa ética em animais, testou em seguida outro tipo de verme geneticamente modificado coberto de bolhas, que eles supuseram que iria interromper quaisquer vibrações potenciais detectadas pela pele do verme e impedir os neurônios de disparar. Os sons explodiram e os vermes permaneceram imóveis. Bingo.
Ao testar ainda mais vermes e executar um conjunto de testes genéticos avançados, a equipe finalmente rastreou as moléculas do sistema nervoso responsáveis por detectar o som: receptores nicotínicos de acetilcolina, um neurotransmissor bem estudado e encontrado em muitos animais. As moléculas, encontradas em todas as partes da pele do verme, detectam ondas sonoras e sinalizam sua presença para o cérebro. Vermes modificados para não ter essas moléculas não respondiam ao som.
“Estamos olhando para essa molécula há mais tempo que olhamos para qualquer neurotransmissor, e ninguém mais viu o que eles viram”, disse Gal Haspel, neuroetologista do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey que não esteve envolvido na pesquisa.
Haspel chamou os métodos de pesquisa de impecáveis, acrescentando que a equipe “realmente revirou todas as pedras e descobriu exatamente qual mecanismo celular está por trás da resposta [comportamental]”.
Mas é “ouvir”?
No geral, os experimentos mostraram que C. elegans pode sentir e responder às ondas sonoras transportadas pelo ar usando um mecanismo que é geneticamente único e semelhante à nossa própria audição.
Mas se os vermes estavam realmente ouvindo é outra questão. Alguns cientistas acreditam que níveis mais profundos de percepção, como consciência ou conexão de sons a um mapa cognitivo, são necessários para a verdadeira “audição”. Para Xu, sentir e responder a sons transportados pelo ar – o comportamento que seu estudo chamou de “sensação auditiva” – não atende a esse critério.
“Percepção significa que você tem que processar os sinais e, em seguida, injetar algum significado neles”, diz ele.
Mas outros cientistas veem mais espaço de manobra. “Muitos outros filos inferiores podem estar detectando o som de maneiras inesperadas”, diz Ronan. “Quero dizer, este verme é literalmente um tubo cheio de fluido que é capaz de detectar essas sensações [sonoras]. Então, acho que pode pelo menos incentivar as pessoas a explorar o que estão ouvindo. ”
Daphne Soares, uma neuroetologista do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey, também não envolvida no estudo, acredita que há uma distinção importante entre detectar ondas sonoras fisicamente, como ela acredita que são os vermes, e a audição verdadeira. “É muito, muito legal, mas acho que não é ouvir”, diz ela.
Mesmo assim, tanto Soares quanto Haspel veem potencial na expansão dos experimentos para refletir as condições ambientais reais, como o teste de respostas de vermes ao som de predadores correndo. E os autores do estudo estão entusiasmados sobre onde o sensor de som poderá ser encontrado a seguir.
A pesquisa pode até levantar questões profundas na história evolutiva, diz Soares, porque os primeiros animais da Terra eram em sua maioria de corpo mole. “Eles tinham que sentir o ambiente de alguma forma!”
Fonte: National Geographic/ Rebecca Dzombak
Tradução: Redação Ambientebrasil / Maria Beatriz Ayello Leite
Para ler a reportagem original em inglês acesse: https://www.nationalgeographic.com/animals/article/these-worms-hear-with-their-whole-bodies-a-first-in-nature
