Muito além de subir pelas paredes: aranhas usam as patas como órgãos olfativos
Como as aranhas não têm antenas como os insetos, há muito tempo é um mistério como elas conseguem sentir o cheiro.
As aranhas sempre viveram lado a lado com os seres humanos, por isso é surpreendente o quanto ainda não sabemos sobre elas. Um mistério de longa data estava relacionado à forma como as aranhas detectam odores. Agora, nossa pesquisa mais recente finalmente descobriu o segredo.
Em um estudo publicado no periódicos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), demonstramos que as aranhas machos usam pelos olfativos em suas patas chamados "sensilas de poro de parede" como se fossem um "nariz" para detectar os feromônios sexuais liberados pelas aranhas fêmeas.
Nossa descoberta põe fim a uma busca de uma década por essas fugidias sensilas, que agora foram identificadas e mapeadas. Ela também abre oportunidades para estudos aprofundados sobre o mecanismo subjacente ao olfato das aranhas.
Embora as aranhas - que vêm evoluindo há cerca de 400 milhões de anos - sejam famosas por sua capacidade de sentir vibrações e algumas, como as aranhas saltadoras, por sua excelente visão, surpreendentemente pouco se sabe sobre seu olfato. Existem muitas evidências mostrando que as aranhas podem detectar odores como feromônios sexuais, mas duas grandes questões permanecem sem resposta.
Primeiro, como as aranhas não têm antenas como os insetos, qual é seu órgão olfativo primário? Em segundo lugar, estudos anteriores sugeriram que as aranhas não têm sensilas de poro de parede, as estruturas especializadas das quais os insetos dependem para sentir cheiros. Sem elas, como as aranhas detectariam odores?
Nosso estudo resolveu essas questões de longa data. Descobrimos sensilas de poro de parede anteriormente ignoradas nas patas de aranhas vespas machos (Argiope bruennichi) e demonstramos que elas podem usá-las para detectar feromônios sexuais transportados pelo ar com grande sensibilidade.
Mostramos ainda que as sensilas de poro de parede não são exclusivas das aranhas vespas, e prevalecem em toda a árvore da vida das aranhas.
Sob o microscópio
Examinamos aranhas machos e fêmeas A. bruennichi por microscopia eletrônica de varredura de alta resolução. Descobrimos milhares de sensilas de poro de parede em todas as patas das aranhas macho e revelamos características específicas dessas sensilas. De fato, elas são diferentes das encontradas em insetos e outros artrópodes.
As sensilas de poro de parede das aranhas estão localizadas na parte superior das patas do macho (perto do corpo), áreas que dificilmente entram em contato com a superfície quando as aranhas andam, capturam presas ou acasalam. Isso complementa a distribuição das "sensilas putativas gustativas" (as "sensilas de ponta de poro") encontradas na parte inferior das pernas, que frequentemente entram em contato com a superfície.
Esse padrão de distribuição já sugeria a função da sensila do poro de parede na detecção de odores aéreos (olfação). É interessante notar que as sensilas de poro de parede foram encontradas exclusivamente em aranhas machos adultas, e não em machos ou fêmeas jovens, o que indica fortemente sua função na busca e no reconhecimento de parceiros.
Evidência de atividades neuronais
A. bruennichi é uma das poucas espécies de aranha em que a estrutura química do feromônio sexual foi realmente identificada. As aranhas fêmeas liberam feromônios gasosos que atraem os machos à distância.
Decidimos testar se as sensilas de poro de parede respondem ao composto de feromônio. Nesses experimentos, montamos cuidadosamente aranhas machos vivas sob um microscópio e colocamos um eletrodo de registro na base de uma única sensila de poro de parede.
Em seguida, expusemos cada sensila a um sopro contendo o composto de feromônio. Descobrimos que mesmo uma pequena quantidade do composto de feromônio - apenas 20 nanogramas - era suficiente para provocar uma resposta clara como uma explosão de atividade nas células neuronais de uma sensila de poro de parede, e a resposta se tornava mais forte à medida que a dose aumentava. Observamos consistentemente a resposta de sensilas de poro de parede ao composto de feromônio, independentemente do par de patas testado.
Nossos resultados mostram que as sensilas olfativas das aranhas são incrivelmente sensíveis, comparáveis aos sistemas de comunicação de feromônios sexuais mais sensíveis dos insetos. As milhares de sensilas em todas as patas permitem que as aranhas machos detectem até mesmo os menores traços de feromônios sexuais no ar.
Outras espécies
Para explorar a presença mais ampla de sensilas de poro de parede, examinamos 19 espécies adicionais, abrangendo 16 famílias na árvore da vida das aranhas. Descobrimos que as sensilas de poro de parede ocorrem na maioria das espécies e também são específicas dos machos.
Entretanto, estas sensilas estão ausentes em grupos de aranhas que se ramificam basalmente, como as aranhas basais de alçapão encontradas na Ásia. O padrão que encontramos sugere que as sensilas de poro de parede evoluíram independentemente várias vezes nas aranhas e foram perdidas em algumas linhagens.
Nosso estudo abre caminho para descobertas futuras interessantes sobre como as aranhas percebem o mundo por meio do olfato. Muitas perguntas intrigantes aguardam investigação adicional.
Como as aranhas fêmeas sentem cheiros sem as sensilas de poro de parede? E além dos feromônios sexuais, que outras substâncias químicas as aranhas conseguem detectar, e como elas são relevantes para seu comportamento e ecologia? Além disso, qual é a base molecular e neural do olfato das aranhas? Por fim, como o sentido do olfato evoluiu na vasta diversidade de espécies de aranhas?
Essas perguntas preparam o terreno para um novo e empolgante capítulo em nossa compreensão da biologia das aranhas.
Dan-Dan Zhang recebeu financiamento da Kungl. Fysiografiska Sällskapet I Lund para a pesquisa sobre aranhas.
Gabriele Uhl recebeu financiamento da Fundação Alemã de Ciências (DFG, número do subsídio: 451487045) para explorar o sentido químico das aranhas.
Hong-Lei Wang não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.
Este artigo foi publicado no The Conversation Brasil e reproduzido aqui sob a licença Creative Commons
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