Cientistas descobrem que planárias raras de duas cabeças geram descendentes invertidos.

As planárias (vermes achatados) ganharam má fama em laboratórios de biologia por uma habilidade quase inacreditável: se você remove a cabeça, elas conseguem formar outra. Agora, cientistas observaram algo ainda mais estranho - um defeito no desenvolvimento pode fazê-las crescer com cabeças nas duas extremidades, e as consequências dessa “falha” ficam mais bizarras a cada etapa.

Planárias e regeneração: por que elas parecem uma Hidra em miniatura

A regeneração em algumas espécies de vermes achatados desafia a intuição. Se o animal é cortado ao meio, o resultado pode ser dois indivíduos completos: cada parte reconstrói o que falta, seja cabeça, cauda ou outras estruturas. Em termos práticos, é como ver uma pequena Hidra mitológica em ação, só que no microscópio.

Antes mesmo do novo achado, estudos já haviam mostrado que sinais elétricos no corpo desses animais podem influenciar o “destino” do tecido em regeneração. Em determinados pontos do corpo, uma corrente elétrica pode ajudar a definir se a estrutura que surge será uma cabeça ou uma cauda - o que abriu caminho para criar planárias com duas cabeças ou duas caudas em condições experimentais.

E, às vezes, o resultado pode ser ainda mais extremo do que isso - um número de cabeças que parece desafiar qualquer bom senso biológico.

Um defeito natural em Stenostomum brevipharyngium cria duas cabeças

O que surpreendeu os pesquisadores foi descobrir que uma variação de duas cabeças também pode aparecer naturalmente. Ao estudar Stenostomum brevipharyngium, uma espécie que se reproduz de forma assexuada formando um clone a partir do próprio corpo, os zoólogos Katarzyna Tratkiewicz e Ludwik Gąsiorowski, da Universidade de Varsóvia, encontraram indivíduos em que o processo “saiu do trilho”.

Em condições típicas, a reprodução começa com o brotamento de uma nova cabeça na região central do corpo do animal “mãe”, e depois o restante do novo organismo vai se formando. Porém, em alguns casos observados pela equipa, em vez de a extremidade final desenvolver uma cauda, surgiu uma segunda cabeça.

O eixo corporal pode “inverter” sem prejudicar sobrevivência ou reprodução

A parte mais impressionante apareceu quando os cientistas seccionaram esses mutantes de duas cabeças. Cada fragmento com cabeça regenerou uma cauda na extremidade oposta - e não se tratava de uma cauda incompleta: ela veio acompanhada de órgãos reprodutivos plenamente funcionais.

Isso significa que, em parte dos descendentes obtidos a partir desses cortes, cabeça e cauda ficaram, na prática, em posições invertidas quando comparadas ao eixo corporal original do animal.

“Na prática, esse tipo de regeneração permite uma reversão estável da polaridade do eixo corporal sem prejudicar a sobrevivência ou a capacidade reprodutiva do animal”, escrevem os autores no artigo.

Como consequência, uma porção considerável das células na região média do verme “invertido” passou a ter uma orientação de eixo diferente da observada nas células das extremidades.

À primeira vista, seria natural imaginar que isso resultaria num sistema nervoso confuso - e, por extensão, em problemas generalizados no funcionamento do corpo. Ainda assim, esses animais conseguem lidar com a reorganização. Provavelmente ajuda o facto de terem um sistema digestivo simples, com uma única abertura usada tanto para se alimentar quanto para eliminar resíduos.

O erro não parece hereditário - e as células-tronco pluripotentes podem explicar a “flexibilidade”

Ao examinar os indivíduos com orientação invertida, os pesquisadores verificaram que eles continuavam a reproduzir-se normalmente. Esse detalhe sugere que a anomalia de duas cabeças não corresponde a uma mutação hereditária transmitida de forma estável.

A hipótese proposta é que a capacidade das planárias de renovar tecidos continuamente - graças a células adultas que mantêm propriedades de células-tronco e conseguem originar qualquer tipo celular do corpo (células-tronco pluripotentes) - permite que o animal sobreviva a uma alteração tão drástica na orientação corporal.

“O facto de os vermes terem conseguido retomar a fisiologia normal, apesar da inversão desses sistemas de órgãos vitais em relação às suas cabeças, aponta para uma extrema [flexibilidade] fisiológica do seu plano corporal”, explicam Tratkiewicz e Gąsiorowski.

“Essa flexibilidade pode estar relacionada tanto à simplicidade relativa dos seus órgãos quanto à capacidade de remodelar dinamicamente os tecidos, devido à presença de células-tronco pluripotentes.”

Por que isso importa para a biologia do desenvolvimento e para a bioeletricidade

Essas observações reforçam uma ideia cada vez mais relevante na biologia: a forma como um corpo “decide” onde fica a frente e onde fica o fundo não depende apenas de genes, mas também de sinais organizadores - incluindo gradientes químicos e, ao que tudo indica, padrões bioelétricos. Quando esses sinais mudam, o corpo pode reconstruir-se seguindo uma lógica diferente, e ainda assim manter a funcionalidade.

Além disso, a inversão do eixo corporal sem perda de viabilidade levanta perguntas importantes sobre como sistemas de órgãos se “reconectam” durante a regeneração: como nervos, musculatura e estruturas reprodutivas voltam a trabalhar em conjunto após uma reorganização tão profunda? Mesmo em organismos relativamente simples, a coordenação necessária é notável e pode ajudar a esclarecer princípios gerais de reparo tecidual.

A pesquisa foi publicada nos Anais da Sociedade Real B: Ciências Biológicas.