
Laboratório de Etologia Física da Universidade Hokkaido
Arcella em uma superfície de vidro
Fonte
Megha Kalra, Divisão de Comunicações e Relações Públicas da Universidade Hokkaido
Publicação Original
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Resumo
Uma equipe internacional de pesquisadores avançou na compreensão da biomecânica singular que permite à Arcella, uma ameba unicelular com concha, mover-se habilmente sobre diferentes superfícies, sustentando sua concha por meio do uso coordenado de seus numerosos pseudópodes
Usando microesferas fluorescentes, os pesquisadores descobriram que as Arcellas geram forças mecânicas de tração na superfície em que rastejam, permitindo que se fixem e migrem; além disso, a locomoção da Arcella variou de acordo com a rigidez da superfície.
O novo conhecimento pode inspirar inovações em microrrobótica flexível, onde a mecânica celular fornece princípios de design natural, além de ajudar a compreender melhor o movimento de células imunológicas durante o reparo de tecidos ou de células cancerígenas durante a metástase.
Foco do Estudo
Por que é importante?
As amebas com concha desempenham um importante papel ecológico nas teias alimentares, alimentando-se de bactérias e servindo de presa para organismos maiores.
Compreender seu comportamento pode ajudar a entender melhor suas funções ecológicas, respostas ambientais e biodiversidade.
Além disso, as estratégias de uso dos pseudópodes podem inspirar inovações em microrrobótica flexível, onde a mecânica celular fornece princípios de design natural, e também ajudar a compreender melhor o movimento de células imunológicas durante o reparo de tecidos ou de células cancerígenas durante a metástase.
Estudo
Uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Hokkaido, no Japão, caracterizou a biomecânica singular que permite à Arcella, uma ameba unicelular com concha, mover-se habilmente sobre diferentes superfícies.
As descobertas, publicadas na revista científica Proceedings of the Japan Academy – Series B, lançaram luz sobre como esse minúsculo microrganismo mantém o equilíbrio mecânico durante o movimento, sustentando sua concha por meio do uso coordenado de seus numerosos pseudópodes.
Comumente encontrada em turfeiras e ambientes de água doce, a Arcella pertence a um grupo chamado amebas testáceas, que se caracterizam por terem seus corpos envoltos, quase inteiramente, por uma concha em forma de cúpula, que se acredita protegê-las de predadores, parasitas e estresse ambiental, como a dessecação.
Por meio de uma abertura em sua parte inferior, a Arcella pode moldar seu corpo celular para criar projeções na forma de dedos chamadas pseudópodes, que permitem capturar presas e se locomover.
Esse tipo de motilidade ameboide, que é um tipo de movimento celular que utiliza pseudópodes, é comum no mundo vivo. Em humanos, esse fenômeno pode ser observado em células imunológicas durante o reparo de tecidos e em células cancerígenas durante a metástase.
Mas o ‘rastejamento’ da Arcella é diferente. “Devido à sua carapaça grande e rígida, sua locomoção não segue o movimento ameboide típico observado em muitas células. Em vez disso, ela se move através do uso coordenado de múltiplos pseudópodes simultaneamente, quase como um polvo”, explicou o Dr. Yukinori Nishigami, professor da Universidade Hokkaido e autor principal do estudo.
Fiquei impressionado com a habilidade com que uma ameba unicelular consegue coordenar o movimento de vários pseudópodes simultaneamente. Sua capacidade de alterar o comportamento de acordo com o ambiente demonstra a notável adaptabilidade da vida, mesmo em escala microscópica
Resultados
Os pesquisadores descobriram que amostras de Arcella coletadas na Floresta Experimental de Tomakomai, na Universidade Hokkaido, geram forças mecânicas de tração na superfície em que rastejam, permitindo que se fixem e migrem.
Para quantificar essas forças, os pesquisadores incorporaram microesferas fluorescentes na superfície subjacente e rastrearam seu deslocamento. Isso permitiu medir a força de tração e entender como o organismo a utiliza para se orientar na direção do movimento. Eles descobriram que as diferenças na distribuição da tensão de tração entre a parte frontal e posterior controlam o movimento em linha reta, enquanto as diferenças entre os lados esquerdo e direito causam o movimento lateral.
O que surpreendeu os pesquisadores foi que a locomoção da Arcella variou de acordo com a rigidez da superfície. Em superfícies duras, como vidro, a ameba se moveu de forma mais ativa, percorrendo até três vezes a distância percorrida em uma superfície de gel macio no mesmo período.
Essa estratégia de locomoção dependente da superfície pode ser a forma como a Arcella se adapta a diferentes ambientes na natureza e pode ser crucial para sua sobrevivência: em superfícies duras, ela migra de forma rápida e eficiente, enquanto em superfícies macias adota movimentos mais lentos e exploratórios. Essa capacidade de alternar e priorizar entre velocidade e cautela pode ser o que a permite prosperar nas condições imprevisíveis do mundo natural.
Os ambientes naturais são muito mais complexos do que as superfícies planas e bidimensionais que costumamos usar em laboratórios. Certa vez, observei uma Arcella ‘caminhando na corda bamba’ sobre um grão de poeira em cultura. Entender como um organismo com menos de 100 micrômetros de tamanho, sem olhos ou cérebro, pode realizar tais feitos é uma fronteira empolgante na pesquisa
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Autores/Pesquisadores Citados
Instituições Citadas
Publicação
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a revista científica Proceedings of the Japan Academy - Series B (em inglês).
Mais Informações
Acesse a notícia original completa na página da Universidade Hokkaido (em inglês).
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