Cefalópodes e Inteligência: o Caso do Choco Social

Um animal maioritariamente solitário como o choco-comum é capaz de aprendizagem observacional complexa, imediatamente após a eclosão. O que é que isso nos diz sobre a capacidade cognitiva destes invertebrados marinhos?

Thursday, July 16, 2020,
Por Eduardo Sampaio
Choco-comum numa pradaria, exibindo um padrão de cor/textura típico.

Choco-comum numa pradaria, exibindo um padrão de cor/textura típico.

Fotografia de Susan Marsh-Rollo

Inteligência, aprendizagem, vertebrados e invertebrados
Podemos definir inteligência como a capacidade de incorporar nova informação do ambiente, para depois tomarmos a melhor decisão possível baseada no conhecimento adquirido. Como base deste processo cognitivo, a aprendizagem de informação pode ocorrer através de experiências próprias com o ambiente circundante, com base na tentativa-e-erro. No entanto, uma forma mais complexa de adaptação ao ambiente é aprender através da experiência dos outros (por exemplo, por observação), um processo denominado de aprendizagem social. Este processo indirecto permite uma redução de tentativa-e-erro e optimiza o comportamento do indivíduo, maximizando acções bem-sucedidas sem a necessidade de erros anteriores. A aprendizagem social por observação pode ocorrer por meio de vários mecanismos com um grau crescente de complexidade cognitiva, como o aprimoramento local, facilitação social, condicionamento pavloviano, e emulação ou imitação de comportamentos.


Com uma profunda divergência evolutiva de 600 milhões de anos entre os dois ramos, as comparações cognitivas entre invertebrados (cefalópodes), e vertebrados com tamanho similar de cérebro relativamente ao corpo (peixes, répteis e mamíferos) são ainda hoje alvo de intenso debate. Em termos de complexidade cognitiva, existe a tendência de organizar os animais por grupos, tendo os invertebrados na base da “pirâmide cognitiva”, passando para os peixes, répteis, aves, e os mamíferos no topo. No entanto, existem vários animais que contrariam esta hipotética organização, sendo que dos que mais se destacam como excepções, são os invertebrados do grupo dos cefalópodes coleóides: chocos, lulas e polvos. Segundo a mais recente teoria evolutiva, a ausência de defesas físicas proporcionada pela perda da concha externa que normalmente caracteriza os moluscos, levou ao desenvolvimento dos sistemas nervosos mais sofisticados entre os invertebrados, assim como de uma capacidade de camuflagem ímpar no reino animal. Estes animais exibem assim capacidades cognitivas e comportamentos que rivalizam com os dos vertebrados em termos de complexidade (evolução convergente), como por exemplo o uso de ferramentas. No entanto, talvez devido ao seu estilo de vida maioritariamente solitário, não existe muita informação sobre as capacidades sociais destes animais, um dos aspectos que em termos evolutivos mais está relacionado com o surgimento de cognição complexa. Uma equipa de investigadores portugueses lançou-se sobre este desafio, e num novo estudo, descobriu que os chocos além de serem mesmo capazes de aprender com conspecíficos, conseguem fazê-lo através de um dos mecanismos mais complexos de aprendizagem social…. com apenas cinco dias de “idade”.

Chocos recém-eclodidos no Laboratório Marítimo da Guia, Cascais.

Fotografia de Eduardo Sampaio

O teste: consegue um choco bébé resistir ao impulso de caçar uma presa indefesa? E consegue um observador aprender?
Após a eclosão, os chocos externamente já se assemelham a adultos, mas a organização neural (partes do seu cérebro) não está completamente desenvolvida até atingirem o estágio juvenil, aos 30 dias após a eclosão. Ao avaliar o potencial de aprendizagem social antes da maturação neural (choco recém-eclodido), os investigadores pretenderam tirar vantagem do facto de os chocos normalmente eclodirem juntos numa área (contexto social natural), e explorar ainda mais a plasticidade neural destes invertebrados. Nesta idade, um teste amplamente utilizado para a avaliação da aprendizagem e de memória em chocos é o procedimento do “camarão no tubo”, onde são apresentadas a um indivíduo presas dentro de um tubo, que ele não consegue alcançar. Neste teste, ao longo das tentativas, os chocos devem aprender a inibir o seu comportamento predatório ao detectarem a existência do tubo de vidro, através da integração sensorial multimodal (exploração visual e táctil). Ao colocar uma outra arena de teste adjacente, os investigadores permitiram que um choco observasse outro choco a fazer o teste (demonstrador), antes de ele mesmo o fazer (observador). Os resultados das várias condições dos testes mostraram que, de facto, os observadores precisaram de menos tempo e exibiram menos comportamento predatório do que os demonstradores. Na maioria dos casos, na verdade os observadores não atacaram uma única vez o tubo, passando o teste com distinção. Além do mais, o facto de os animais verem ou não o “camarão no tubo” antes de serem testados, não fez diferença na rapidez com que aprenderam a tarefa. Mas o que é que estes resultados nos dizem quanto à inteligência, ou capacidade cognitiva, revelada para passar este teste?

Seguindo a lista de mecanismos possíveis de aprendizagem social, passando de mecanismos mais simples para mecanismos mais complexos cognitivamente, o aprimoramento local consistiria nos observadores serem atraídos rapidamente para um estímulo (tubo contendo as presas), e aprenderem como executar a tarefa por tentativa-e-erro; o que não foi o caso, uma vez que apenas uma pequena porção de observadores demonstrou necessidade de tentar para aprender. A facilitação social (ou aprimoramento social) prevê que a mera presença de outros indivíduos, independentemente do seu desempenho, fará com que os observadores tenham um desempenho melhor na tarefa (o conhecido “efeito audiência”). No entanto, os resultados do teste mostraram uma correlação acentuada entre o número de ensaios necessário para um demonstrador ingénuo aprender e o número exigido pelo seu respectivo observador. O condicionamento pavloviano (quem não se lembra dos cães de Pavlov a salivar ao som de um sino, a antecipar a chegada da refeição?) observacional prevê que a mesma resposta deve ser transferida de demonstrador para observador; mas neste teste os observadores aprenderam sempre a tarefa, mesmo quando estavam emparelhados com demonstradores que não o conseguiram. Assim, o mecanismo de aprendizagem social mais parcimonioso é a emulação, sustentado num processo de "aprender o quê" em vez de "aprender como". Este mecanismo subjacente corresponde também ao modo como o choco aprende esse procedimento por si mesmo, reconhecendo a existência do tubo de vidro através da visão e do tacto. Por outras palavras, em vez de o foco estar nas acções do demonstrador em si, este tipo de aprendizagem por emulação (em inglês affordance learning) determina um foco no reconhecimento das propriedades do objecto através das ações do demonstrador, isto é: reconhecer através dos efeitos causados pelos actos do demonstrador que existe um tubo de vidro entre este e a presa, e depois usar essa informação na tomada de decisão quando o próprio observador é testado.

Close-up de um olho de choco.

Fotografia de Jorge Hernández Urcera

“Olhar” para o panorama geral
Os ovos de choco não recebem cuidados parentais, mas é sabido que os indivíduos podem colectar informações sobre predadores e presas através da visão e olfacto ainda dentro do ovo, o que por si já mostrava uma capacidade de aprendizagem individual de chocos pré-eclodidos. No entanto, apesar do estado ainda imaturo das principais áreas cerebrais, este recente estudo demonstrou que chocos recém-eclodidos também são capazes de aprender através de emulação de comportamento de outros, e executar tarefas muito mais exigentes cognitivamente (ou seja, incorporar informações observando conspecíficos, e inibindo o seu comportamento natural como resultado). Na natureza, as vantagens potenciais de inibir o comportamento predatório após pistas sociais podem ir desde a prevenção de gastos energéticos, até à diminuição de conspicuidade associada à perda de camuflagem ao atacar uma presa. Além disso, este processo ocorre num estágio da vida crítico, em que a possibilidade de contornar a prática de tentativa-e-erro para adquirir conhecimento do ambiente pode significar evitar situações em que o choco se tornaria uma presa, conferindo uma vantagem evolutiva a estes animais que incorporam informações fornecidas por outros indivíduos.

Como um caso-modelo de evolução convergente, os cefalópodes revelam assim um enorme potencial de neuroplasticidade e flexibilidade comportamental, que são recursos fundamentais para uma rápida adaptação a mudanças e situações novas na natureza. Recentemente têm sido destacadas as condições comparativamente mais lentas da evolução do genoma dos cefalópodes (DNA), devido a maiores capacidades de edição de RNA, juntamente com a presença de neurotransmissão serotoninérgica e o seu papel conservado. Considerando a diferença de 600 milhões de anos nas vias evolutivas dos sistemas neurais de vertebrados e invertebrados, mais investigação sobre: 1) o comportamento e aprendizagem social dos cefalópodes, 2) a plasticidade comportamental gerada, e 3) os respectivos substratos neurais; poderá permitir a identificação de mecanismos universais compartilhados entre os dois ramos evolutivos, e aprofundar o nosso conhecimento sobre a origem e a evolução de cognição complexa e inteligência no reino animal.

 

Eduardo Sampaio é doutorando no MARE/Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e no Max Planck Institute of Animal Behavior, e Explorador da National Geographic Society.

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