Sensilas de poro na parede nas pernas das aranhas explicam como detetam feromonas sexuais

As aranhas sempre partilharam o nosso espaço, e ainda assim é surpreendente o quanto continua por saber sobre elas. Um dos enigmas mais persistentes tinha a ver com a forma como as aranhas detetam cheiros - e a nossa investigação mais recente veio, finalmente, revelar esse segredo.

Num estudo publicado na PNAS, demonstrámos que os machos usam pelos olfativos nas pernas, chamados sensilas de poro na parede, como um "nariz" para detetar as feromonas sexuais libertadas pelas fêmeas.

Esta descoberta encerra uma procura que durou cerca de uma década por estas sensilas difíceis de encontrar, que agora foram identificadas e cartografadas. Ao mesmo tempo, abre caminho a estudos aprofundados sobre o mecanismo por detrás do olfato nas aranhas.

Embora as aranhas - em evolução há cerca de 400 milhões de anos - sejam famosas pela perceção de vibrações e, no caso de algumas espécies como as aranhas-saltadoras, por uma visão excelente, sabe-se, de forma surpreendente, muito pouco sobre o seu sentido do olfato.

Já existia muita evidência de que as aranhas conseguem detetar odores, incluindo feromonas sexuais, mas mantinham-se por responder duas questões fundamentais.

Primeiro: como as aranhas não têm antenas como os insetos, qual é o seu órgão olfativo principal? Segundo: estudos anteriores indicavam que as aranhas não teriam sensilas de poro na parede, as estruturas especializadas de que os insetos dependem para cheirar. Sem elas, como é que as aranhas detetam odores?

O nosso trabalho resolveu estes problemas de longa data. Encontrámos sensilas de poro na parede que tinham passado despercebidas nas pernas locomotoras de machos da espécie conhecida como aranha-vespa (Argiope bruennichi) e mostramos que as utilizam para detetar, com elevada sensibilidade, feromonas sexuais transportadas pelo ar.

Também verificámos que estas sensilas não são exclusivas da aranha-vespa: estão disseminadas ao longo da árvore evolutiva das aranhas.

Ao microscópio

Observámos machos e fêmeas de A. bruennichi através de microscopia eletrónica de varrimento de alta resolução. Nos machos, identificámos milhares de sensilas de poro na parede em todas as pernas locomotoras e descrevemos características específicas destas estruturas - que, na verdade, diferem das que se encontram em insetos e noutros artrópodes.

As sensilas de poro na parede situam-se na parte superior das pernas dos machos (perto do corpo), zonas que quase não entram em contacto com a superfície quando as aranhas caminham, capturam presas ou acasalam.

Isto complementa a distribuição das "supostas sensilas gustativas" (as sensilas de poro apical), localizadas na parte inferior das pernas, que frequentemente tocam na superfície.

Este padrão de distribuição já apontava para o papel das sensilas de poro na parede na deteção de odores no ar (olfação). De forma interessante, estas sensilas surgiram apenas em machos adultos - não em machos juvenis nem em fêmeas - o que indica fortemente uma função na procura e no reconhecimento de parceiros.

Evidência de atividade neuronal

A. bruennichi é uma das poucas espécies de aranhas em que a estrutura química da feromona sexual foi efetivamente identificada. As fêmeas libertam feromonas gasosas que atraem os machos à distância.

Decidimos testar se as sensilas de poro na parede respondem ao composto da feromona. Para isso, nestas experiências, fixámos cuidadosamente machos vivos sob um microscópio e introduzimos um elétrodo de registo na base de uma única sensila de poro na parede.

Em seguida, expusemos cada sensila a uma breve insuflação contendo o composto feromonal. Concluímos que mesmo uma quantidade minúscula - apenas 20 nanogramas - bastava para desencadear uma resposta inequívoca, sob a forma de uma explosão de atividade nas células neuronais associadas a uma sensila de poro na parede, e que a resposta aumentava à medida que a dose era maior.

Esta reação das sensilas de poro na parede ao composto feromonal foi observada de forma consistente, independentemente do par de pernas testado.

Os nossos resultados mostram que as sensilas olfativas das aranhas são extraordinariamente sensíveis, ao nível dos sistemas de comunicação por feromonas sexuais mais sensíveis conhecidos em insetos. As milhares de sensilas distribuídas por todas as pernas locomotoras permitem aos machos detetar no ar até os vestígios mais ténues de feromonas sexuais.

Outras espécies

Para perceber quão generalizadas são as sensilas de poro na parede, analisámos mais 19 espécies, abrangendo 16 famílias ao longo da árvore evolutiva das aranhas. Verificámos que estas sensilas aparecem na maioria das espécies observadas e que também são específicas dos machos.

No entanto, estão ausentes em grupos de ramificação basal, como certas aranhas-alçapão basais encontradas na Ásia. O padrão identificado sugere que as sensilas de poro na parede evoluíram de forma independente várias vezes nas aranhas e que se perderam em algumas linhagens.

O nosso estudo abre a porta a descobertas futuras sobre como as aranhas percecionam o mundo através da olfação. Permanecem muitas perguntas interessantes por investigar.

Como é que as fêmeas cheiram sem sensilas de poro na parede? E, para além das feromonas sexuais, que outras substâncias químicas conseguem as aranhas detetar e de que forma isso se relaciona com o seu comportamento e ecologia?

Além disso, qual é a base molecular e neuronal do olfato nas aranhas? Por fim, como evoluiu o sentido do olfato ao longo da enorme diversidade de espécies de aranhas?

Estas questões abrem caminho a um novo capítulo empolgante na nossa compreensão da biologia das aranhas.

Dan-Dan Zhang, Investigador em Biologia Sensorial, Lund University

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.