Porque é que tão poucas espécies são capazes de regenerar partes do corpo danificadas ou perdidas, embora a regeneração possa parecer uma vantagem óbvia de sobrevivência? Pesquisadores do Instituto Max Planck (MPI) de Ciências Multidisciplinares em Göttingen, Alemanha, e colegas encontraram agora uma possível explicação em planários. Analisando as capacidades de regeneração da cabeça numa grande coleção de espécies de planárias, descobriram que essas capacidades variam muito e dependem de como as diferentes espécies se reproduzem.
O monstro de múltiplas cabeças Hydra era tão assustador, porque crescia novamente duas novas cabeças para cada cabeça cortada. Embora a Hidra seja um mito, animais que podem regenerar partes do corpo também existem no mundo real. Na verdade, algumas espécies de planárias são verdadeiros mestres da regeneração. Mesmo quando cortado em vários pedaços pequenos, cada pedaço se regenera e se transforma em um verme completo. Outras espécies de planárias, entretanto, não conseguem regenerar órgãos ou tecidos ausentes, ou danificados.
“A regeneração parece ser a exceção no reino animal, embora deva ser uma grande vantagem para a sobrevivência. Estamos interessados em saber por que tantos animais, incluindo humanos, não possuem essa capacidade”, explica Jochen Rink, diretor do MPI.
A maior coleção de planárias do mundo
Com mais de 40 espécies, o departamento de Rink mantém a maior coleção de planárias do mundo. “Graças à nossa coleção, podemos comparar sistematicamente as capacidades regenerativas das espécies em condições laboratoriais padronizadas”, afirma o biólogo celular. Os pequenos invertebrados do grupo de Rink vêm de todo o mundo, podem ser encontrados em lagoas, riachos, em terra ou mesmo no mar, e predam os habitantes menores de seus diversos nichos ecológicos.
No maior estudo comparativo de planárias até hoje, envolvendo também Christoph Bleidorn e Felix Thalén do Instituto Johann-Friedrich-Blumenbach de Zoologia e Antropologia da Universidade de Göttingen e colegas da Alemanha, Austrália, Áustria, Brasil e Espanha, investigaram a capacidade de 36 espécies de planárias de regenerar suas cabeças.
“Encontramos três grupos”, diz Miquel Vila-Farré, primeiro autor do estudo publicado na revista Nature Ecology & Evolution. “O primeiro grupo tem pouca ou nenhuma capacidade de regeneração, o segundo tem capacidade limitada de substituir partes do corpo e o terceiro tem regeneração confiável da cabeça. Essas diferenças tornam a história evolutiva da regeneração da cabeça em planárias particularmente interessante.”
Ganho e perda de regeneração de cabeça em planárias
Os pesquisadores reconstruíram então em que ponto da evolução as diferentes espécies desenvolveram ou perderam a capacidade de regenerar a cabeça. Usando análises de árvores filogenéticas com base em marcadores genéticos, eles descobriram que a evolução da regeneração da cabeça era inesperadamente dinâmica.
Vila-Farré diz: “A capacidade de regenerar órgãos e tecidos evoluiu várias vezes de forma independente em diferentes planárias, e algumas espécies até a perderam com o tempo”. No entanto, a capacidade regenerativa limitada ou ausente parece basear-se no mesmo mecanismo molecular.
A equipe de Rink já sabia, por meio de experimentos anteriores, que os sinais moleculares têm uma influência significativa na capacidade de regeneração. O diretor do Max Planck explica: “Na regeneração planária, uma via de sinalização específica atua como um interruptor molecular”.
Se a chamada via de sinalização Wnt estiver ligada, a regeneração da cauda é iniciada. Quando o interruptor é desligado, sempre se forma uma cabeça. Quando os cientistas inibiram a via Wnt em diferentes espécies de planárias, a sua capacidade de regeneração melhorou. Mesmo espécies com regeneração limitada, como a espécie australiana Cura pinguis, foram capazes de formar novas estruturas semelhantes a cabeças.
Regeneração para reprodução
Os pesquisadores mostraram que a sinalização Wnt também desempenha um papel importante na formação e manutenção do sistema reprodutivo. A equipe estudou cepas da espécie planária Schmidtea mediterranea que se reproduzem assexuadamente ou sexualmente.
“As planárias que se reproduzem assexuadamente dividem-se em duas partes que se regeneram. Essas espécies dependem da regeneração para se reproduzir”, explica Vila-Farré. Em contraste, as espécies com capacidade regenerativa limitada reproduzem-se quase exclusivamente sexualmente. Isso significa que põem ovos e não precisam regenerar partes do corpo para se reproduzirem. Isto está de acordo com as descobertas da equipe: a via de sinalização Wnt era muito mais ativa na estirpe sexual de Schmidtea mediterranea.
Os cientistas levantam a hipótese de que níveis mais elevados de sinalização Wnt promovem a formação de testículos e gemas de ovo, mas à custa da capacidade regenerativa, pois esta depende da inibição da via Wnt.
“As interações entre a via de sinalização Wnt e o sistema reprodutivo podem, portanto, determinar o ganho ou perda de capacidade regenerativa em diferentes espécies de planárias”, diz Rink.
“Suspeitamos que a capacidade regenerativa nas planárias evoluiu não com o propósito de ‘reparar’ feridas, mas com o propósito de reprodução assexuada através da divisão. Isto fornece uma possível explicação para a razão pela qual as planárias com e sem a capacidade de regeneração evoluíram na natureza.”
Traduzido por Mateus Lynniker de Phys.Org
