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O 'Magnetismo' das Moscas

Estudo acrescenta peça importante para explicar a sensibilidade de organismos a campos magnéticos

Nos últimos 50 anos, muito foi revelado sobre a sensibilidade de organismos a campos magnéticos, tendo como caso clássico o dos pombos-correios, que, orientados pelo campo terrestre, podem voltar, muito tempo depois, ao lugar de onde migraram. No entanto, muitas perguntas continuam sem resposta nessa área. Haveria, em alguns organismos, um sistema de recepção do campo magnético e de tradução dessa informação para o sistema nervoso? 

Agora, um estudo feito com moscas-das-frutas coloca mais uma peça importante nesse cenário complexo: uma proteína sensível a certas freqüências da luz tem papel-chave na sensibilidade desse inseto ao campo magnético. O artigo foi publicado na revista Nature.

O estudo do comportamento de organismos frente a campos magnéticos tem sido feito intensamente desde meados do século passado. Assim, verificou-se, por exemplo, que os pombos-correios podem se orientar pelo campo da Terra e que as trutas têm partículas do mineral magnético magnetita na região próxima ao bulbo olfativo. Entretanto, a descoberta das bactérias magnéticas, em 1975, foi o único caso em que um receptor de campo magnético (ou magnetorreceptor) foi identificado, e seu efeito na orientação dos microrganismos comprovado inequivocamente. 

Bactérias magnéticas vivem em ambientes aquáticos, e seu movimento sofre efeito direto de um campo magnético. No interior delas, existe uma cadeia linear de cristais nanométricos de magnetita, responsáveis por sua orientação, agindo como se fossem a agulha de uma bússola. Mesmo quando a bactéria está morta, é possível orientá-la com um ímã, embora ela não possa mais nadar. 

Os casos do pombo-correio e da truta enquadram-se no estudo da migração em grandes distâncias ou volta ao ambiente de onde o organismo partiu, mesmo após um tempo longo. A orientação passiva a um campo magnético aplicado não seria possível para animais com porte maior que o das bactérias, pois a inércia do organismo impediria essa orientação. 

A busca, portanto, de um sistema magnetorreceptor continua em aberto, assim como a de um mecanismo magneto-transdutor, ou seja, capaz de traduzir a informação contida no campo para uma forma que possa ser ‘entendida’ pelo sistema nervoso do animal, gerando no organismo uma ação (orientação, navegação etc.) correlacionada a alguma característica do campo (por exemplo, direção, sentido ou intensidade). 

Detecção do campo magnético

Atualmente, existem três modelos que buscam explicar a detecção de um campo magnético por organismos, baseados em: i) no fenômeno da indução eletromagnética, ou seja, o campo magnético do ambiente geraria no organismo uma pequena corrente elétrica, como é o caso do peixe elétrico, o poraquê(Electrophorus electricus); ii) na presença de partículas magnéticas (como as das bactérias) que mudariam de orientação na presença de campos magnéticos, gerando impulsos em células nervosas (neurônios) presentes na região próxima aos cristais; iii) em reações químicas que são moduladas por campos magnéticos e envolvem receptores de luz (fotorreceptores). 

Neste comentário, nosso interesse recai sobre este último tópico. Um modelo químico de sensibilidade ao campo magnético propõe que a informação magnética é transmitida ao sistema nervoso por meio dos produtos resultantes de reações químicas sensíveis a campos magnéticos que ocorrem em fotorreceptores especializados. 

Um desses fotorreceptores seria a proteína chamada Cryptochrome (abreviada como Cry). Ela tem sido apontada como capaz de gerar, em reações químicas induzidas pela luz, pares de moléculas (radicais) que, por sua vez, possibilitariam ao organismo detectar campos magnéticos.

  

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O estudo mostrou que uma proteína sensível a certas freqüências da luz,

tem papel-chave na sensibilidade da mosca-das-frutas Drosophila melanogaster ao campo magnético.

 

Robert Gegear e colaboradores, do Departamento de Neurobiologia da Universidade de Massachusetts (Estados Unidos), comprovaram que, na mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster), o fotorreceptor Cry é necessário para que, na presença de certas freqüências de luz, ocorra a sensibilidade desses insetos ao campo magnético. 

Drosophila foi considerada um modelo ideal para estudo do papel da Cry como magnetorreceptor, pois essas moscas (diferentemente de outros organismos) só têm essa proteína sensível à luz na faixa ultravioleta/azul, o que permitiu desenhar experimentos usando filtros de luz. A resposta mais intensa da Cry à luz se dá na faixa do ultravioleta A. 
Primeiramente, os autores testaram a resposta das moscas ao campo magnético em duas situações: i) no estado ‘natural’, ou seja, sem interferência alguma; ii) após treinarem os insetos a associar o campo a uma recompensa do tipo ‘acesso a um açúcar’. 

Diferentes frequências de luz

Os autores mostraram que as mosquinhas, quando sob o efeito da luz visível, apresentavam tanto a resposta ‘natural’ quanto a ‘treinada’ para um campo magnético. Mas, quando as freqüências de luz que vão do azul ao ultravioleta A eram bloqueadas com a ajuda de filtros, as moscas não respondiam ao campo. Além disso, as moscas que tiveram a Cry ‘desligada’ não mostraram nem resposta natural, nem treinada a um campo magnético sob a luz visível. Ou seja, perderam a sensibilidade ao campo. 

Os autores também verificaram que, quando freqüências acima do azul eram bloqueadas, as moscas não mostravam nenhuma resposta (natural ou treinada) ao campo. Quando apenas a faixa do azul era permitida, a resposta ao campo magnético era parcialmente restaurada. Essa recuperação parcial é consistente com o espectro de ação da Cry na Drosophila, que, como foi dito, atinge o azul, mas tem seu pico no ultravioleta A. 

Proteínas do tipo Cry, além de funcionarem como fotorreceptores, também sincronizam os ritmos internos do organismo, os chamados relógios circadianos. Então, como último controle para seus experimentos, os autores usaram o fato de que essa proteína, ativada por luz, interage com outra, do relógio circadiano. Testaram, então, se o sistema circadiano da Drosophila teria que estar intacto para que as respostas de sensibilidade ao campo magnético fossem normais. 

Concluíram que, apesar de oferecerem luz continuamente às mosquinhas por pelo menos cinco dias (e elas já começarem a apresentar comportamento locomotor arrítmico), as respostas comportamentais dos dois tipos (natural e treinada) ao campo magnético ainda foram observadas, o que comprovou o papel da Cryptochrome na sensibilidade a esses campos na Drosophila.


Marcos Farina 
Laboratório de Biomineralização, 
Instituto de Ciências Biomédicas, 
Universidade Federal do Rio de Janeiro

 

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Revista CH / Revista CH - 2008

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Acesse: Moscas com Neuronios

 


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