Rita de Almeida/UFRGS - Três fases da ressurreição da hidra: no momento zero, cerca de uma hora depois e 65 horas depoisFísicos estudam ressurreição da hidra,
que se reorganiza após ser centrifugada
Fonte: Bol
Pesquisadores da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) realizaram simulações por computador que explicam as primeiras etapas da regeneração total de um animal simples de água doce, de tamanho milimétrico, que fascina os cientistas desde o nascimento da biologia, no século 18.
A hidra - batizada com o nome do monstro mitológico que ganha outra cabeça sempre que lhe decepam uma de suas muitas- tem um poder fantástico de se recuperar de mutilações em seu ambiente natural.
Mas é em laboratório que o bicho realmente impressiona. A física Rita de Almeida, da UFRGS, ensina a receita. Pegue de 20 a 50 hidras e pique-as em pedacinhos. Coloque-os em uma solução que desgruda as células umas das outras. Ponha a solução em uma centrífuga, para embaralhar completamente as células. Depois de algumas horas, as células que não morreram se juntam. Disforme no início, o agregado de células se organiza, assumindo a forma de uma esfera, feita de duas camadas. A camada externa (ectoderme) e a interna (endoderme) são feitas de células de dois tipos. Após dois ou três dias de movimentos e transformações, surge uma nova hidra. A primeira fase da regeneração, em que as células de dois tipos --endodérmicas e ectodérmicas-- se separam, é o que o modelo de Almeida e seus colaboradores explica. "Todos os modelos anteriores supunham que os dois tipos de células grudam uns nos outros de maneiras diferentes", conta Almeida.
Os modelos, porém, não explicavam o que Jean-Paul Rieu observou em 1998, em seu laboratório na Universidade Claude Bernard, em Lion (França): a rapidez com que as células se organizam e os movimentos giratórios que fazem. As novas simulações, publicadas em junho na revista "Physical Review Letters", explicam as observações de Rieu. Os pesquisadores perceberam que faltava levar em conta que as células são "maria-vai-com-as-outras".
Elas seguem as suas vizinhas como peixes em um cardume. O colega de Almeida na UFRGS, Leonardo Brunnet, já estudava um modelo desse tipo de movimento coletivo, chamado de "boids", criado em 1986 por Craig Reynolds, da empresa Sony, para animações por computação gráfica.
O primeiro filme a usar os boids foi "Batman Returns", de 1992, onde as partículas do modelo (os "boids") representavam um bando de morcegos. Cada "boid" se move de olho nos "boids" ao redor. "Os "boids" imitam bem um bando de animais porque fazem o mesmo que eles: um movimento sem líder", diz Almeida. "Como todo modelo matemático, ele é supersimplificado", comenta o biólogo Márcio Custódio, da Universidade de São Paulo, especialista em esponjas-do-mar --animal primitivo como as hidras e também capaz de regenerações espetaculares. "É verdade que há dois tipos de células, mas as camadas têm outros cinco ou seis tipos, cada um deles com mobilidade e estruturas diferentes. Isso afeta bastante a migração. Mas, no geral, o modelo mostra o que acontece." Para melhorar seus modelos, os teóricos da UFRGS montaram um laboratório de biologia. "O que precisamos medir para comparar com os modelos não é o que os biólogos medem", diz Almeida.
Condomínio celular Em uma hidra de verdade, as células vão se transformando à medida que se movem e tomam suas posições para constituir o organismo. "Existem outros modelos tentando explicar como as células se diferenciam, mas o processo não está totalmente descrito", explica Almeida. "Isso tem até a ver com diferentes desdobramentos do DNA, que é outro problema fundamental." O fato de as células da hidra conseguirem sobreviver de maneira mais autônoma que, por exemplo, as células do corpo humano, sugere que estudar a regeneração do animal pode revelar como surgiram os primeiros seres multicelulares. "A vida levou 500 milhões de anos desde o resfriamento da crosta terrestre para aparecer", diz Almeida. "Entre o primeiro sinal de vida e o primeiro sinal de vida multicelular levou sete vezes mais tempo. Parece verdade que é mais difícil conviver do que viver."
Trechos da história de como surgiram os organismos multicelulares podem ser mais evidentes nas hidras, mas também aparecem no desenvolvimento de embriões de seres mais complexos, como os humanos. "Se você dissocia as células de um embrião quando elas são ainda quatro ou oito, elas podem se reagregar", diz Custódio.
Pesquisadores da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) realizaram simulações por computador que explicam as primeiras etapas da regeneração total de um animal simples de água doce, de tamanho milimétrico, que fascina os cientistas desde o nascimento da biologia, no século 18.
A hidra - batizada com o nome do monstro mitológico que ganha outra cabeça sempre que lhe decepam uma de suas muitas- tem um poder fantástico de se recuperar de mutilações em seu ambiente natural.
Mas é em laboratório que o bicho realmente impressiona. A física Rita de Almeida, da UFRGS, ensina a receita. Pegue de 20 a 50 hidras e pique-as em pedacinhos. Coloque-os em uma solução que desgruda as células umas das outras. Ponha a solução em uma centrífuga, para embaralhar completamente as células. Depois de algumas horas, as células que não morreram se juntam. Disforme no início, o agregado de células se organiza, assumindo a forma de uma esfera, feita de duas camadas. A camada externa (ectoderme) e a interna (endoderme) são feitas de células de dois tipos. Após dois ou três dias de movimentos e transformações, surge uma nova hidra. A primeira fase da regeneração, em que as células de dois tipos --endodérmicas e ectodérmicas-- se separam, é o que o modelo de Almeida e seus colaboradores explica. "Todos os modelos anteriores supunham que os dois tipos de células grudam uns nos outros de maneiras diferentes", conta Almeida.
Os modelos, porém, não explicavam o que Jean-Paul Rieu observou em 1998, em seu laboratório na Universidade Claude Bernard, em Lion (França): a rapidez com que as células se organizam e os movimentos giratórios que fazem. As novas simulações, publicadas em junho na revista "Physical Review Letters", explicam as observações de Rieu. Os pesquisadores perceberam que faltava levar em conta que as células são "maria-vai-com-as-outras".
Elas seguem as suas vizinhas como peixes em um cardume. O colega de Almeida na UFRGS, Leonardo Brunnet, já estudava um modelo desse tipo de movimento coletivo, chamado de "boids", criado em 1986 por Craig Reynolds, da empresa Sony, para animações por computação gráfica.
O primeiro filme a usar os boids foi "Batman Returns", de 1992, onde as partículas do modelo (os "boids") representavam um bando de morcegos. Cada "boid" se move de olho nos "boids" ao redor. "Os "boids" imitam bem um bando de animais porque fazem o mesmo que eles: um movimento sem líder", diz Almeida. "Como todo modelo matemático, ele é supersimplificado", comenta o biólogo Márcio Custódio, da Universidade de São Paulo, especialista em esponjas-do-mar --animal primitivo como as hidras e também capaz de regenerações espetaculares. "É verdade que há dois tipos de células, mas as camadas têm outros cinco ou seis tipos, cada um deles com mobilidade e estruturas diferentes. Isso afeta bastante a migração. Mas, no geral, o modelo mostra o que acontece." Para melhorar seus modelos, os teóricos da UFRGS montaram um laboratório de biologia. "O que precisamos medir para comparar com os modelos não é o que os biólogos medem", diz Almeida.
Condomínio celular Em uma hidra de verdade, as células vão se transformando à medida que se movem e tomam suas posições para constituir o organismo. "Existem outros modelos tentando explicar como as células se diferenciam, mas o processo não está totalmente descrito", explica Almeida. "Isso tem até a ver com diferentes desdobramentos do DNA, que é outro problema fundamental." O fato de as células da hidra conseguirem sobreviver de maneira mais autônoma que, por exemplo, as células do corpo humano, sugere que estudar a regeneração do animal pode revelar como surgiram os primeiros seres multicelulares. "A vida levou 500 milhões de anos desde o resfriamento da crosta terrestre para aparecer", diz Almeida. "Entre o primeiro sinal de vida e o primeiro sinal de vida multicelular levou sete vezes mais tempo. Parece verdade que é mais difícil conviver do que viver."
Trechos da história de como surgiram os organismos multicelulares podem ser mais evidentes nas hidras, mas também aparecem no desenvolvimento de embriões de seres mais complexos, como os humanos. "Se você dissocia as células de um embrião quando elas são ainda quatro ou oito, elas podem se reagregar", diz Custódio.
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