Vermes minúsculos podem ‘ouvir’ mesmo sem tímpano

“Vermes podem ouvir?” Essa é uma pergunta muito antiga, que mesmo Darwin tentou responder no século 19 por meio de uma serenata feita por seu filho a minhocas com um fagote e observando se elas se mexiam. A conclusão de Darwin foi “não”. Mas uma nova pesquisa sugere o contrário.

Embora outros sentidos complexos, como a visão, sejam comuns no reino animal, até hoje, a audição havia sido identificada apenas em vertebrados e em alguns artrópodes. Quase todos os animais que ouvem possuem um órgão que vibra quando atingido por ondas sonoras, ativando neurônios associados ao processamento do som. Nos humanos e na maioria dos demais vertebrados, é nosso ouvido que exerce essa função, sendo constituído por um tímpano delicado e pelo ouvido interno.

Mas um minúsculo nematódeo da espécie C. elegans, comum em pesquisas biológicas, não possui um órgão auditivo especializado. Em vez desse órgão, novos experimentos revelaram que sua pele funciona como uma membrana sensora de sons, o que faz com que o corpo inteiro do verme funcione como um tímpano. Esse estudo, detalhado no periódico Neuron, apresenta a primeira evidência já encontrada de que um invertebrado não artrópode é capaz de detectar sons transportados pelo ar.

Os resultados chegam mais de uma década após pesquisas dirigidas lideradas pelo laboratório de Shawn Xu, da Universidade de Michigan. Essa equipe já havia encontrado evidências de que os vermes de um milímetro possuem os sentidos do olfato, paladar e tato, seguidos por propriocepção — o chamado sexto sentido da consciência corporal — e detecção de luz.

“E, desde então, só faltava identificar um sentido: a sensação auditiva”, afirma Xu, biólogo sensorial. “Passamos muitos anos em busca disso.”

A descoberta, segundo ele, representa um grande avanço em nossa compreensão de como os organismos podem ouvir e como a audição pode ter evoluído. Também pode expandir a busca pela audição em outros organismos sem ouvidos evidentes, como moluscos e outros vermes (incluindo as minhocas de Darwin) e esclarecer capacidades auditivas em animais que ainda estão sendo decifradas por cientistas, como algumas salamandras e sapos “sem orelhas”.

Captando o som

Muitos animais que não possuem um tímpano especializado e, portanto, tecnicamente não podem ouvir, desenvolveram outras maneiras de processar o som.

Sapos “sem orelhas” possuem 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 insetos pequenos detectam ondas sonoras captando as vibrações com pelos ultrassensíveis em suas patas.

Mas um mecanismo de detecção sonora presente na maioria dos invertebrados, geralmente considerados organismos relativamente simples, há muito tempo se esquivava dos cientistas. Um dos motivos foi que esses experimentos requerem tecnologia avançada, e os cientistas podem não ter pensado que valeria a pena, pois poucos esperavam que os vermes detectassem o som.

Para verificar se os vermes podem ouvir ou captar sons, o laboratório de Xu partiu do ponto em que Darwin parou: expondo-os a um barulho alto. 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, pós-graduanda do laboratório de Xu e coautora do estudo, também se certificou de que a substância gelatinosa sobre a qual rastejavam não agitava os vermes. Embora não fossem capazes de sentir, os vermes do estudo recuaram quando sons retumbaram em suas cabeças, e rastejaram para frente quando o som era emitido atrás deles.

“Foi muito emocionante constatar que quando sons são emitidos perto dos vermes, eles se mexem”, conta Ronan, que acredita que vermes que vivem no solo por todo o mundo desenvolveram a capacidade de processar sons para que pudessem ouvir — e escapar — de predadores, como centopeias e insetos alados.

Mas apenas o fato de os vermes fugirem do som não era prova suficiente de que os invertebrados realmente captaram ondas sonoras. Era possível que os vermes estivessem apenas sentindo a vibração física das ondas sonoras em sua pele, em vez de detectar sinais elétricos por meio do sistema nervoso.

Por isso, a equipe, seguindo padrões de pesquisa ética com animais, testou em seguida outro tipo de verme modificado geneticamente, coberto de bolhas que, segundo eles, interromperiam qualquer eventual vibração detectada pela pele do verme e impediriam a ativação dos neurônios. Os sons foram emitidos, mas os vermes permaneceram imóveis. Era a prova que faltava.

Ao testar ainda mais vermes e executar diversos testes genéticos avançados, a equipe finalmente rastreou as moléculas no sistema nervoso responsáveis por captar sons: receptores nicotínicos de acetilcolina, um neurotransmissor bastante estudado encontrado em muitos animais. As moléculas, identificadas em todas as partes da pele do verme, detectam ondas sonoras e sinalizam sua presença para o cérebro. Os vermes modificados para não possuírem essas moléculas não reagem a sons.

“Essa molécula é analisada há mais tempo do que qualquer neurotransmissor, e ninguém nunca obteve os resultados desses pesquisadores”, afirma Gal Haspel, neuroetologista do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey, que não participou da pesquisa.

Haspel considerou impecáveis os métodos de pesquisa, acrescentando que a equipe “foi bastante minuciosa e apurou exatamente qual mecanismo celular é responsável pela resposta comportamental”.

Mas isso é “ouvir”?

De forma geral, os experimentos demonstraram que o C. elegans pode sentir e reagir a ondas sonoras transportadas pelo ar usando um mecanismo que é geneticamente único e semelhante à própria audição humana.

Mas se os vermes estavam de fato ouvindo é outra questão. Alguns cientistas acreditam que níveis mais profundos de percepção, como consciência ou associação de sons a um mapa cognitivo, são necessários para uma “audição” verdadeira. Para Xu, sentir e reagir a sons transportados pelo ar — comportamento denominado “sensação auditiva” em seu estudo — não atende a esse critério.

“Percepção significa que você precisa processar sinais e, em seguida, conferir algum significado a eles”, explica ele.

Mas outros cientistas pensam de forma diferente. “Muitos outros filos inferiores poderiam detectar sons de maneiras inesperadas”, conta Ronan. “Esse verme é literalmente um corpo cheio de fluidos que é capaz de detectar essas sensações sonoras. Por isso, acredito que pode ao menos levar as pessoas a questionar o que é audição.”

Daphne Soares, neuroetologista do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey, que também não participou do estudo, acredita que há uma distinção importante entre sentir fisicamente ondas sonoras, como ela acredita que seja o caso dos vermes, e a audição verdadeira. “É muito interessante, mas não considero que seja audição”, afirma ela.

Ainda assim, tanto Soares quanto Haspel consideram importante expandir os experimentos sob condições ambientais reais, como testar reações dos vermes ao som de predadores correndo. E os autores do estudo estão entusiasmados em verificar qual será o próximo animal a descobrirmos que é capaz de captar sons.

A pesquisa pode até suscitar questões profundas sobre a história evolutiva, segundo Soares, porque os primeiros animais da Terra eram, em sua maioria, de corpo mole. “Tinham que perceber o ambiente de alguma forma!”