Para Martin Nweeia, o narval – uma baleia misteriosa com uma presa descentrada – é muito mais interessante do que o mítico unicórnio.
Agora, oito anos depois de ter descrito a presa distinta do narval como um órgão sensorial, a fascinante criatura está a entrar em foco. Nweeia e seus colegas mapearam um caminho sensorial entre aquele dente em espiral e o cérebro do narval, ao longo do caminho mostrando como o animal pode usar sua presa para sussurrar para fora de seu ambiente.
Um dentista praticante em Connecticut e um instrutor clínico do Departamento de Odontologia Restauradora e Ciências de Biomateriais da Escola de Medicina Dentária de Harvard, Nweeia se autodenomina “apenas uma criança curiosa” cujo interesse em antropologia dentária – dente em pessoas através da história evolutiva – o estimulou a olhar, por exemplo, para a presa do elefante e outras variantes de dentes em animais. Mas há mais de uma dúzia de anos que ele persegue os narvais no seu habitat nativo a meio caminho entre o Círculo Árctico e o Pólo Norte.
Quanto mais Nweeia estudava os narvais, menos sentido faziam.
Um dente em espiral projecta através do lábio superior um dente estranho de apenas um lado da cabeça do macho. É um dente, não um chifre com diferenças de tamanho baseadas no sexo bem conhecidas no reino animal.
Um outro dente permanece embutido no outro lado da boca do narval, uma assimetria não encontrada em nenhum outro lugar na natureza. Os embriões narvais machos têm oito pares de dentes na boca em desenvolvimento, mas apenas dois pares se formam após o nascimento, com um par formando as presas. Normalmente apenas um desses dentes se torna a presa assinatura.
O mundo da pesquisa de narvais significa expedições à ponta norte da Ilha Baffin, onde Nweeia se empoleira no gelo ou em acampamentos em terra firme, possui um terno seco para caminhar em água de 36 graus, ventos corajosos de 120 km/h e relógios com cuidado para ursos polares. No início de sua carreira de 14 anos de árdua expedição, Nweeia e seus colegas descobriram que a presa narval é o inverso estrutural de um dente humano: Tem uma haste rígida no centro rodeada por uma camada externa flexível que contém túbulos porosos.
“Todas estas coisas voam na face de todas as regras e propriedades que se aprenderia sobre os dentes, se se fosse para a escola dentária”, disse Nweeia.
Em 2005, ele e colegas, incluindo Peter Hauschka, professor associado de biologia do desenvolvimento no Hospital Infantil de Boston, relataram numa conferência que a presa do narval é um órgão sensorial, fornecendo informações sobre seu ambiente oceânico gelado. Agora um artigo, publicado na edição de abril da revista Anatomical Record, traça o caminho da sensação ao cérebro usando anatomia, histologia, genética e neurofisiologia.
A equipe do Nweeia encontrou nervos, tecidos e genes na polpa da bolota narval que são conhecidos pela função sensorial e que ajudam a conectar a bolota ao cérebro. Armada com este novo modelo, a Nweeia precisava confirmar que a informação sensorial é realmente transmitida ao longo deste caminho para o cérebro a partir da bolota nos narvais vivos.
A equipe testou esta hipótese deslizando um “casaco de bolota” – um tubo transparente selado com espuma em ambas as extremidades de um narval que tinha nadado em águas de Baffin, ainda geladas em agosto.
O estímulo era água, alta ou baixa em sal, que deslizava através do tubo e sobre a bolota em testes separados. A resposta foi uma mudança na frequência cardíaca, medida por um monitor Holter, o mesmo dispositivo portátil que as pessoas usam quando seus médicos querem documentar os ritmos cardíacos. A equipe prendeu eletrodos na pele dos narvais, fez medições do ritmo cardíaco e depois soltou os animais ilesos após menos de 30 minutos.
Os cientistas mediram as mudanças no ritmo cardíaco e encontraram mudanças significativas dependendo da salinidade da água.
Por que a salinidade da água variaria? Um animal que vive em um ambiente oceânico em constante mudança com formação de gelo é crítico para o sucesso da espécie, os pesquisadores supuseram. Nweeia concluiu que a bolota narval sente variações na salinidade das águas do oceano como uma possível forma de demonstrar a aptidão das fêmeas. Tal habilidade pode ajudar os machos a encontrar as fêmeas no cio, ou ajudar a localizar alimentos essenciais para os narvais recém nascidos.
Salinidade da água foi o estímulo sensorial, que desencadeou sinais para o cérebro e depois provocou mudanças responsivas no ritmo cardíaco, explicou Nweeia.
“Este é o primeiro dente que demonstrou por testes in vivo ter função sensorial para uma variável normal em seu ambiente”, disse ele.
Nweeia nos lembra que nossos dentes também são sensíveis, mas como em outros mamíferos, isso só foi documentado após danos ou doenças significativas. Os dentes humanos podem sentir frio, calor ou dor, especialmente quando foram expostos após danos à camada externa dura.
Os livros didáticos odontológicos apresentam a teoria hidrodinâmica da sensibilidade dental, creditada a Martin Brannstrom, que sustenta que as alterações no fluido dentro dos túbulos dentro da camada dentinária causam variações de pressão que atingem os nervos na polpa dentária. Brannstrom fez a hipótese de que os dentes são capazes de detectar temperatura, pressão, gradientes de partículas e sensações táteis.
Os próximos passos para o grupo da Nweeia, Narwhal Tusk Research, são completar um estudo de 12 anos coletando conhecimentos tradicionais Inuit sobre o narval e encontrar uma ligação evolutiva com a microestrutura da bolota.
Meanwhile, Nweeia continua seu trabalho diário em odontologia geral em sua clínica em Sharon, Conn.
“Imagine”: Exploração, maravilha e mistério estão todos enrolados nesta magnífica bolota em espiral e órgão sensorial”, disse ele.
Este estudo foi financiado pela Fundação Nacional da Ciência bolsas 0739858, 0839989, 0756708, 0701534, 0646872 e 0630561. O financiamento adicional foi feito pela Harvard School of Dental Medicine, o Museum of Comparative Zoology at Harvard, the Smithsonian Institution, The Explorers Club, Castle & Harlan Inc., NSERC, Department of Fisheries and Oceans Canada e o Nunavut Wildlife Management Board.