O polvo é uma criatura com sentimentos sensíveis.

A maior parte dos seus 500 milhões de neurônios está nos braços, que exploram o fundo do mar como oito línguas musculosas. Ele navega nas profundezas com um sistema nervoso que "sente o paladar pelo tato", alimentado por 10.000 células sensoriais em cada ventosa.

Agora, um novo estudo realizado por biólogos de Harvard revela parte do que o polvo sente — informações bioquímicas do mundo microbiano. Ao saborear os compostos bioquímicos emitidos por comunidades bacterianas em constante mudança, o animal obtém informações essenciais para a sobrevivência, como se a presa é segura para consumo ou se ovos estragados devem ser descartados do ninho.

“Tudo é revestido por micróbios, especialmente nesses mundos subaquáticos”, disse Rebecka Sepela, pesquisadora de pós-doutorado e principal autora do novo estudo. “Essas comunidades microbianas estão em constante reestruturação em resposta às condições ambientais e liberam diferentes substâncias químicas para refletir o ambiente específico da superfície. O polvo detecta as substâncias químicas produzidas por certos micróbios, como os que crescem na superfície de caranguejos ou ovos, para distinguir os componentes vitais dessas superfícies.”

O sistema sensorial do polvo tem sido tema de pesquisas em andamento em Harvard. Em 2020, pesquisadores do laboratório de Nicholas Bellono, professor de biologia molecular e celular, detalharam como os "receptores quimiotáteis" dotaram os polvos com sua capacidade única de sentir o paladar pelo tato. Em 2023, o grupo descreveu como esses órgãos sensoriais evoluíram a partir dos receptores de acetilcolina de seus ancestrais — mas de forma diferente nos polvos em comparação com seu parente cefalópode, a lula.

No estudo mais recente , publicado na terça-feira na revista Cell, a equipe de Bellono buscou entender melhor o que esses órgãos estavam detectando. Os polvos buscam alimento movendo os braços sobre o fundo do mar e sondando cantos e fendas em busca de alimento. Mesmo no escuro, eles se alimentam às cegas, confiando apenas nos sentidos de seus apêndices. Mas ainda não estava claro como eles identificavam presas e outros objetos de interesse.

Para esclarecer essa questão, os pesquisadores de Harvard simplesmente deixaram os animais mostrarem o que era importante. O laboratório segue uma "abordagem baseada na curiosidade", investigando novidades biológicas e tentando decifrar os mecanismos subjacentes até o nível de moléculas e proteínas. O laboratório mantém polvos-de-dois-pontos-da-califórnia (uma espécie nativa da costa do Pacífico das Américas) em tanques de água salgada — com as tampas bem fechadas com tiras de velcro e pesadas por tijolos. "Fizemos com que eles abrissem seus tanques e saíssem", explicou Bellono.

Ao observar os polvos, os pesquisadores perceberam que dois objetos provocavam reações fortes: as cascas de caranguejos-violinistas (um alimento favorito) e os ovos de polvo.

“Foi muito centrado no polvo”, disse Sepela. “Ao manter o animal no centro do nosso estudo, conseguimos encontrar moléculas no ambiente que são realmente significativas para o animal.”

Os pesquisadores descobriram que os polvos se alimentavam alegremente de caranguejos vivos, mas rejeitavam os em decomposição. As mães polvos limpavam e limpavam avidamente suas ninhadas de ovos, mas às vezes ejetavam ovos inférteis ou mortos.

Ao examinar esses materiais em um microscópio eletrônico, os cientistas encontraram diferenças gritantes nas comunidades microbianas. Caranguejos vivos tinham apenas alguns micróbios em suas conchas, mas caranguejos em decomposição estavam revestidos por muitos tipos de bactérias. Da mesma forma, ovos rejeitados por polvos mães estavam cobertos por bactérias em forma de espirilo, enquanto ovos saudáveis ??não.

Os cientistas usaram códigos de barras de RNA para revelar as identidades taxonômicas e a abundância dessas comunidades microbianas antes de examinar as moléculas emitidas pelos micróbios — e as respostas que essas substâncias provocaram no polvo. A equipe cultivou quase 300 cepas de bactérias marinhas e testou seus efeitos em receptores quimiotáteis de polvo que haviam sido clonados em laboratório.

Eles descobriram que certos micróbios ativavam certos receptores de polvo. Em uma descoberta dramática, os cientistas identificaram uma molécula emitida por bactérias comumente encontradas em ovos rejeitados pela mãe polvo. Os pesquisadores fabricaram um ovo falso, revestiram-no com a substância e o jogaram em um ninho de polvo. Após uma breve limpeza do ovo, a mãe o ejetou de sua ninhada.

Micróbios — ou organismos unicelulares — são as criaturas mais abundantes na Terra. O corpo de um único ser humano abriga cerca de 39 trilhões de micróbios. Da mesma forma, a Terra, as águas e até mesmo o ar estão repletos de comunidades microbianas conhecidas como microbiomas.

A pesquisa sobre microbiomas concentra-se na relação entre micróbios e seus hospedeiros — como as bactérias intestinais auxiliam na digestão, por exemplo —, mas o novo artigo explora um campo menos conhecido: como os animais interagem com micróbios externos e se adaptam a um mundo em constante mudança. A ciência tem apenas uma compreensão nebulosa de como os animais multicelulares interpretam esse microbioma externo.

“Há muito mais a ser explorado”, disse Bellono. “Os micróbios estão presentes em quase todas as superfícies. Tínhamos um bom sistema para observar isso no polvo, mas isso não significa que não esteja acontecendo em toda a vida.”

O Laboratório Bellono colaborou na pesquisa com as equipes de Jon Clardy, professor de química biológica e farmacologia molecular na Escola Médica de Harvard, e Ryan Hibbs, professor de neurobiologia na Universidade da Califórnia, em San Diego.