Estudo revela como aranhas usam sensilas de poros na parede para detectar feromônios sexuais

Aranhas sempre conviveram com as pessoas - e, ainda assim, é curioso como sabemos pouco sobre elas. Um enigma antigo, por exemplo, era entender como esses animais percebem cheiros. Nossas pesquisas mais recentes finalmente esclareceram essa questão.

Em um estudo publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS), mostramos que aranhas machos usam pelos olfativos chamados sensilas de poros na parede nas pernas como um tipo de “nariz” para captar os feromônios sexuais emitidos por fêmeas.

O achado encerra uma busca que já durava cerca de uma década por essas sensilas difíceis de encontrar - agora, elas foram não só identificadas como também mapeadas. Além disso, o resultado abre caminho para investigações detalhadas sobre o mecanismo por trás do olfato das aranhas.

Apesar de as aranhas - em evolução há aproximadamente 400 milhões de anos - serem famosas pela sensibilidade a vibrações e, em alguns grupos como as aranhas-saltadoras, pela visão excelente, o sentido do olfato continua sendo pouco compreendido.

Já havia muitas evidências de que aranhas conseguem detectar odores, incluindo feromônios sexuais, mas duas perguntas centrais permaneciam sem resposta.

A primeira era: como aranhas não têm antenas como os insetos, qual seria o principal órgão olfativo? A segunda: trabalhos anteriores sugeriam que aranhas não possuiriam sensilas de poros na parede, as estruturas especializadas das quais os insetos dependem para cheirar. Sem elas, como as aranhas conseguiriam detectar odores?

Nosso estudo respondeu a essas questões. Identificamos sensilas de poros na parede que haviam passado despercebidas nas pernas locomotoras de machos da aranha-vespa (Argiope bruennichi) e demonstramos que elas permitem detectar, no ar, feromônios sexuais com alta sensibilidade.

Também verificamos que essas sensilas não são exclusivas da aranha-vespa: elas aparecem de forma ampla ao longo da “árvore da vida” das aranhas.

Ao microscópio

Analisámos machos e fêmeas de A. bruennichi com microscopia eletrônica de varredura de alta resolução. Encontrámos milhares de sensilas de poros na parede em todas as pernas de locomoção dos machos e descrevemos características específicas dessas estruturas - que, na verdade, diferem das sensilas observadas em insetos e em outros artrópodes.

As sensilas de poros na parede ficam na porção superior das pernas do macho (próxima ao corpo), em áreas que quase não entram em contacto com o substrato quando as aranhas caminham, capturam presas ou acasalam.

Isso contrasta com a distribuição das “supostas sensilas gustativas” (as sensilas de poro apical), que aparecem na parte inferior das pernas e tocam o substrato com frequência.

Só esse padrão de distribuição já apontava para uma função das sensilas de poros na parede na detecção de odores transportados pelo ar (olfação). De modo interessante, essas sensilas foram encontradas exclusivamente em machos adultos - não em machos juvenis, nem em fêmeas -, o que reforça fortemente o seu papel na busca e no reconhecimento de parceiras.

Evidências de atividade neuronal

A. bruennichi está entre as poucas espécies de aranhas em que a estrutura química do feromônio sexual foi efetivamente identificada. As fêmeas libertam feromônios gasosos capazes de atrair machos a partir de certa distância.

Decidimos então verificar se as sensilas de poros na parede reagem ao composto do feromônio. Para isso, em experiências, fixámos cuidadosamente machos vivos sob um microscópio e inserimos um eletrodo de registo na base de uma única sensila de poros na parede.

Em seguida, expusemos cada sensila a um pulso de ar contendo o composto do feromônio. Observámos que até uma quantidade muito pequena - apenas 20 nanogramas - já bastava para provocar uma resposta nítida: uma explosão de atividade em células neuronais associadas a uma sensila de poros na parede. Além disso, a resposta ficava mais intensa conforme a dose aumentava.

Esse padrão de resposta ao composto do feromônio foi observado de forma consistente, independentemente do par de pernas testado.

Os resultados indicam que as sensilas olfativas das aranhas são extremamente sensíveis, num nível comparável aos sistemas mais sensíveis de comunicação por feromônio sexual em insetos. Com milhares dessas sensilas distribuídas por todas as pernas locomotoras, machos conseguem captar no ar até os vestígios mais fracos de feromônios sexuais.

Outras espécies

Para avaliar se as sensilas de poros na parede ocorrem de forma mais ampla, examinámos mais 19 espécies, abrangendo 16 famílias ao longo da diversidade das aranhas. Identificámos sensilas de poros na parede na maioria das espécies, e elas também eram específicas de machos.

No entanto, essas sensilas não aparecem em grupos que se ramificam mais perto da base da evolução das aranhas, como certas aranhas-alçapão basais encontradas na Ásia. O padrão observado sugere que as sensilas de poros na parede surgiram de forma independente múltiplas vezes entre as aranhas e, em algumas linhagens, foram perdidas.

O estudo abre espaço para descobertas empolgantes sobre como as aranhas percebem o mundo por meio do olfato - e muitas perguntas seguem em aberto.

Como as fêmeas detectam cheiros sem sensilas de poros na parede? E, além de feromônios sexuais, que outras substâncias químicas as aranhas conseguem perceber, e de que modo isso se relaciona ao seu comportamento e à sua ecologia?

Também permanecem por esclarecer as bases moleculares e neurais do olfato nas aranhas. Por fim, como o sentido do olfato evoluiu ao longo da enorme diversidade de espécies de aranhas?

Essas questões inauguram um novo capítulo de investigação na nossa compreensão da biologia das aranhas.

Dan-Dan Zhang, pesquisador(a) em Biologia Sensorial, Universidade de Lund

Este artigo foi republicado a partir de A Conversa sob uma licença Commons Criativa. Leia o artigo original.