Os cientistas fizeram um avanço fundamental na busca para entender como as algas verdes de uma célula são capazes de acompanhar a luz enquanto nadam.

Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Sistemas Vivos da Universidade de Exeter descobriu como a alga modelo Chlamydomonas é aparentemente capaz de escanear o ambiente girando constantemente em torno de seu próprio eixo corporal em um movimento de saca-rolhas. Isso o ajuda a responder à luz, de que necessita para a fotossíntese.

A pequena alga, que é encontrado em abundância em lagoas de água doce em todo o mundo, nada batendo em seus dois flagelos, estruturas semelhantes a cabelos que adotam um movimento semelhante a um chicote para mover a célula. Esses flagelos batem da mesma forma que os cílios do sistema respiratório humano.

As células de Chlamydomonas são capazes de sentir a luz através de uma mancha vermelha nos olhos e podem reagir a ela, conhecido como fototaxia. A célula gira continuamente enquanto se impulsiona para a frente usando uma espécie de nado peito, a uma taxa de cerca de uma ou duas vezes por segundo, para que seu único olho possa examinar o ambiente local.

Contudo, o intrincado mecanismo que permite que a alga alcance esse nado helicoidal ainda não estava claro.

No novo estudo, os pesquisadores primeiro realizaram experimentos que revelaram que os dois flagelos de fato batem em planos ligeiramente desviados um do outro.

Então, criando um modelo de computador sofisticado de Chlamydomonas, eles foram capazes de simular o movimento dos flagelos e reproduzir o comportamento de natação observado.

Os pesquisadores descobriram que os flagelos eram capazes de mover as Chlamydomonas no sentido horário com cada golpe de força, e então no sentido anti-horário na braçada reversa - semelhante a como um nadador balança para frente e para trás quando muda de um braço para outro. Exceto que aqui a célula não sente inércia.

Além disso, eles também deduziram como simplesmente exercendo forças ligeiramente diferentes sobre os dois flagelos, a alga pode até mesmo dirigir, em vez de apenas se mover em linha reta.

Os pesquisadores foram capazes de mostrar que, adicionando uma influência adicional, como luz, a alga pode navegar para a esquerda ou direita sabendo qual flagelo golpear com mais força do que o outro.

Dra. Kirsty Wan, que liderou o estudo disse:"A questão de como uma célula toma esses tipos de decisões precisas pode ser uma questão de vida ou morte. É um feito notável tanto da física quanto da biologia, que uma única célula, sem nenhum sistema nervoso, é capaz de fazer isso ... É um mistério antigo que meu grupo está trabalhando duro para resolver. "

Para o estudo, os pesquisadores puderam testar vários cenários para determinar quais variáveis ​​estavam influenciando a trajetória. Seu estudo mostrou que, variando diferentes parâmetros, como se um flagelo fosse ligeiramente mais forte do que outro, o plano de inclinação do flagelo ou seu padrão de batimento, as algas podem manipular seu próprio movimento.

O membro da equipe, Dr. Dario Cortese, acrescentou:"A concordância de nosso modelo com os experimentos é realmente surpreendente, que poderíamos capturar efetivamente a batida 3-D complexa dos flagelos com um movimento muito simples de uma conta girando em círculos. "