Por que polvos têm três corações e sangue azul?

O sangue de um polvo é azul. Não é metáfora, não é exagero: quando circula pelas veias desse animal, o líquido tem uma coloração genuinamente azulada. E, para bombear esse sangue pelo corpo, o polvo conta com não um, não dois, mas três corações trabalhando ao mesmo tempo.

Essas duas características parecem saídas de um livro de ficção científica, mas têm explicações biológicas precisas e bem estabelecidas. Ambas estão conectadas a uma mesma molécula: a hemocianina.

A molécula que pinta o sangue de azul

Nos seres humanos, o transporte de oxigênio pelo sangue é feito pela hemoglobina, uma proteína que contém ferro em sua estrutura. Quando o ferro se liga ao oxigênio, forma um composto de cor vermelha, o que explica a coloração característica do nosso sangue.

Nos polvos, o papel da hemoglobina é desempenhado pela hemocianina, uma proteína estruturalmente diferente. Em vez de ferro, a hemocianina contém cobre em sua composição. E quando o cobre se liga ao oxigênio, a reação química produz uma cor azul. É a mesma lógica química que faz o cobre metálico adquirir tons esverdeados e azulados quando exposto ao ar ao longo do tempo, como se vê em estátuas antigas.

A hemocianina não fica dentro de células especializadas, como acontece com a hemoglobina nos glóbulos vermelhos. Ela circula livremente no fluido que percorre o corpo do polvo, chamado de hemolinfa. Isso tem consequências diretas para a eficiência do sistema circulatório, e é aí que entram os três corações.

Três corações para um sistema exigente

O sistema circulatório dos polvos é classificado como parcialmente aberto. Isso significa que, em parte do trajeto, o sangue não fica confinado dentro de vasos, mas circula em espaços mais amplos entre os tecidos. Essa configuração reduz a pressão com que o líquido chega a certas regiões do corpo.

A hemocianina, por sua vez, é menos eficiente do que a hemoglobina para transportar oxigênio em condições normais de temperatura e pressão. Ela precisa de um sistema de bombeamento mais robusto para garantir que o oxigênio chegue a todos os tecidos em quantidade suficiente.

A solução evolutiva encontrada pelos polvos foi ter três corações com funções distintas. Dois deles são chamados de corações branquiais, e cada um está posicionado ao lado de uma das brânquias do animal. Esses dois corações têm uma função específica: bombear o sangue pelas brânquias, onde ocorre a troca gasosa, ou seja, onde o oxigênio é absorvido e o dióxido de carbono é eliminado.

Depois de oxigenado nas brânquias, o sangue precisa ser distribuído para o resto do corpo. Esse é o trabalho do terceiro coração, chamado de coração sistêmico. Ele recebe o sangue já oxigenado vindo das brânquias e o impulsiona para todos os órgãos e tecidos do animal.

A divisão de tarefas entre os três corações aumenta a eficiência do sistema como um todo. Cada coração faz um trabalho específico, sem precisar acumular as duas funções ao mesmo tempo.

Uma limitação curiosa durante o nado

Apesar de toda essa sofisticação, o sistema circulatório dos polvos tem uma limitação notável: os corações branquiais param de bater quando o animal nada ativamente. Isso acontece porque a contração muscular intensa durante a natação interfere no funcionamento desses corações.

O resultado prático é que os polvos ficam sem fôlego com relativa facilidade quando nadam. Por isso, eles preferem se locomover rastejando pelo fundo do mar, usando seus tentáculos para se impulsionar sobre superfícies. A natação ativa, com o corpo expelindo jatos de água, é usada principalmente em situações de fuga, quando a velocidade é mais importante do que a resistência.

A hemocianina tem uma vantagem no frio

A hemocianina não é simplesmente uma versão inferior da hemoglobina. Em ambientes frios e com baixo teor de oxigênio, como as profundezas do oceano, ela pode ser mais eficiente do que a proteína baseada em ferro.

Isso ocorre porque a hemocianina transporta oxigênio de forma mais eficaz em temperaturas baixas. Para animais que vivem em águas frias, essa característica representa uma vantagem evolutiva real. Os polvos habitam oceanos em praticamente todas as latitudes, incluindo regiões de água gelada, e a hemocianina funciona bem nessas condições.

Além disso, a hemocianina tem propriedades que ajudam o sistema imunológico do animal. Pesquisas indicam que ela pode atuar como parte da resposta imune, ajudando a combater patógenos, embora os mecanismos exatos ainda sejam objeto de estudo.

Outros animais com sangue azul

Os polvos não são os únicos animais com hemocianina no sangue. Lulas e polvos pertencem ao grupo dos cefalópodes, e todos os membros desse grupo têm sangue azul. Além deles, crustáceos como lagostas, caranguejos e camarões também usam hemocianina para transportar oxigênio.

Um caso famoso é o do caranguejo-ferradura, um animal que não é um caranguejo verdadeiro, mas sim um artrópode com parentesco mais próximo das aranhas. Seu sangue azul é coletado pela indústria farmacêutica para produzir um reagente chamado LAL, usado para detectar contaminação bacteriana em medicamentos e equipamentos médicos. Um litro do sangue desse animal pode custar mais de 15 mil dólares no mercado, segundo estimativas da indústria.

Por que a evolução favoreceu esse sistema

A pergunta mais ampla é: por que a evolução não substituiu a hemocianina pela hemoglobina nos polvos, já que a hemoglobina é geralmente mais eficiente?

A resposta está no tempo. A separação evolutiva entre os ancestrais dos vertebrados e os ancestrais dos moluscos ocorreu há centenas de milhões de anos. Cada linhagem desenvolveu suas próprias soluções para os problemas de transporte de oxigênio de forma independente. Não existe uma solução única e universal: existem caminhos diferentes que funcionam dentro de contextos diferentes.

Os polvos são animais extraordinariamente inteligentes, com sistema nervoso complexo e comportamento sofisticado. Parte do oxigênio transportado por esses três corações vai direto para um cérebro que é capaz de resolver quebra-cabeças, usar ferramentas e reconhecer rostos humanos individuais. Estudos conduzidos em laboratório mostraram que polvos conseguem abrir potes com tampas rosqueadas e aprender tarefas por observação.

Todo esse processamento neural exige energia, e energia exige oxigênio. Os três corações e o sangue azul são, em última análise, parte da infraestrutura que sustenta um dos sistemas nervosos mais complexos entre os invertebrados conhecidos.