Aluno de doutoramento em Biologia lidera investigação publicada na revista Animal Cognition

Pela primeira vez, chocos apresentam a capacidade de aprendizagem social

 olho de choco

Close-up de um olho de choco

Jorge Hernández Urcera

Os cientistas avaliaram o potencial de aprendizagem social antes da maturação neural (choco recém eclodido, até cinco dias) num teste standard de avaliação de aprendizagem e memória e exploraram ainda mais a plasticidade neural destes invertebrados, já que os chocos normalmente eclodem juntos.

Os resultados dos testes mostraram que os observadores precisaram de menos tempo e exibiram menos comportamento predatório do que os demonstradores. Em 70% dos casos, os observadores não atacaram o tubo em nenhuma tentativa. Adicionalmente, o facto de os animais verem ou não o estímulo antes de serem testados não fez diferença. Apesar do estado ainda imaturo das principais áreas cerebrais, os chocos recéns eclodidos são capazes de aprender através de emulação, um mecanismo cognitivamente mais complexo de aprendizagem social, sustentada num processo de "aprender o quê" em vez de "aprender como” e posteriormente executar tarefas cognitivamente muito exigentes (resultando na inibição do comportamento natural). 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 a presa, conferindo uma vantagem evolutiva aos animais que incorporam informações fornecidas por outros indivíduos.

Chocos
Chocos recéns eclodidos no LMG
Fonte ES

A organização neural (partes do seu cérebro) dos chocos não está completamente desenvolvida até atingirem o estágio juvenil, aos 30 dias após a eclosão.

A aprendizagem pode ocorrer através de experiências próprias com o ambiente, com base na tentativa e erro. A aprendizagem social é uma forma mais complexa de adaptação ao ambiente e de aprendizagem através da experiência dos outros, por exemplo, por observação.

Fonte ES

Um grupo de investigadores da Ciências ULisboa a trabalhar no Laboratório Marítimo da Guia do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE) conseguiu mostrar que chocos acabados de eclodir (até cinco dias) são capazes de ter uma aprendizagem social.

Esta verificação de aprendizagem social nestes invertebrados é bastante relevante, uma vez que os chocos são animais maioritariamente solitários. Os chocos também demonstram uma enorme flexibilidade mental com apenas cinco dias de eclosão; o que lhes pode permitir evitar situações negativas sem terem que recorrer à experiência própria, com base na tentativa e erro levando assim a uma melhor adaptação ao ambiente.

O estudo "Neurally underdeveloped cuttlefish newborns exhibit social learning" publicado o mês passado na revista Animal Cognition tem como primeiro autor Eduardo Sampaio, estudante de doutoramento em Biologia (ramo Etologia) e conta ainda com a colaboração de Catarina S. Ramos, Bruna L. M. Bernardino, Maela Bleunven, Marta L. Augustin, Érica Moura, Vanessa M. Lopes e Rui Rosa, orientador de Eduardo Sampaio.

Estudar as capacidades sociais destes animais e os pontos anatómicos e comportamentais em comum com os vertebrados pode aprofundar o conhecimento sobre a origem e a evolução de cognição complexa e inteligência no reino animal.

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. Há uma profunda divergência evolutiva de 600 milhões de anos entre os dois ramos.

Este trabalho corresponde a um modelo de evolução convergente: os cefalópodes revelam um enorme potencial de neuroplasticidade e flexibilidade comportamental, recursos fundamentais para uma rápida adaptação a mudanças e situações novas na natureza.

Rui Rosa, professor do Departamento e Biologia Animal e investigador no LMG e MARE salienta a importância deste trabalho, liderado pelo seu aluno: “pela primeira vez, invertebrados tipicamente não gregários, neste caso, chocos, apresentam a capacidade de aprendizagem social e em toda a ‘árvore da vida animal’, tal só estava documentado em invertebrados verdadeiramente sociais (e.g. abelhas, formigas), e, claro, em vertebrados”, acrescentando que este resultado ainda é mais relevante na medida em que foi descrito num estado muito inicial da ontogenia (desenvolvimento), ou seja os organismos ainda não tinham o seu sistema nervoso completamente maturo.

Eduardo Sampaio iniciou o doutoramento na Faculdade em outubro de 2017, coincidindo com o período de início da bolsa da Fundação para a Ciência e a Tecnologia. Mais tarde, com a inclusão de um novo coorientador- Simon Gingins -, também ficou afiliado ao Max Planck Institute of Animal Behavior.

O trabalho de Eduardo Sampaio foca-se primariamente na exploração de cognição complexa em cefalópodes, e aspetos da caça colaborativa destes animais com peixes, como é o caso do movimento coletivo, sinalização interespecífica e cognição social. O jovem concluiu a licenciatura e o mestrado em Ecologia e Biologia Marinha no Instituto de Ciências Biomédicas de Abel Salazar da Universidade do Porto e atualmente é explorador da National Geographic Society. Na entrevista que se segue dá a conhecer outros pormenores da sua experiência académica.

“Novas descobertas podem ter um grande impacto na maneira como percecionámos e entendemos o mundo à nossa volta.”
Eduardo Sampaio

Eudardo Sampaio
Eduardo Sampaio

Porque escolheu esta área?

Eduardo Sampaio (ES) - Antes de decidir seguir um doutoramento, que envolve um grau alto de compromisso, quis experimentar várias bolsas de investigação em diferentes áreas científicas. Numa das últimas experiências comecei a trabalhar com o meu orientador atual – professor Rui Rosa -, que me deu a oportunidade de perseguir qualquer área para um doutoramento, desde que me sentisse particularmente interessado e desafiado. Assim, escolhi cognição e comportamento animal (com um foco em cefalópodes; um fascínio já antigo e também partilhado com o meu orientador) porque é uma área constantemente em evolução, em que novas descobertas podem ter um grande impacto na maneira como percecionámos e entendemos o mundo à nossa volta. No caso desta publicação mais recente, acrescentámos peso ao argumento que organismos filogeneticamente distantes e com uma estrutura cerebral muito diferente dos vertebrados, desenvolveram processos cognitivos similares, neste caso de forma a obter informação através de pistas sociais.

Como está a correr esta experiência?

ES - Está a ser um percurso exigente, mas muito recompensador. Decidimos integrar novas metodologias quantitativas, em experiências e no campo, que nos permitem analisar dados experimentais e eventos de história natural com uma resolução que até agora era rara. Para conseguirmos implementar estas técnicas, frequentei vários cursos e summer schools não só centrados em Biologia e Etologia clássica, mas em disciplinas em que tinha poucas bases científicas, como a Neurociência, Programação e Física. Paralelamente, tornei-me também explorador da National Geographic devido ao trabalho de campo focado em grupos constituídos por um polvo e vários peixes, em que existe caça colaborativa. Nestes grupos interespecíficos, estamos a analisar como as estratégias das diferentes espécies se complementam no ambiente natural, e descortinar quais as regras sociais e dinâmicas de teoria de jogos existentes. Tivemos colaborações importantes com outros institutos, tanto na teoria como na aplicação de conceitos, e no geral senti uma grande aprendizagem multidisciplinar ao longo do percurso. Tendo em conta os vários tópicos abordados e vivências durante o doutoramento, sem dúvida que tem sido uma experiência muito enriquecedora.

Eduardo Sampaio
Eduardo Sampaio

Que planos tem para curto/médio prazo?

ES - Neste momento, a um ano e alguns meses do fim do doutoramento, estou completamente focado em terminar os trabalhos que tenho em mão, porque sinto que apenas dessa forma conseguirei obter os melhores resultados. Tenho, no entanto, a certeza que no futuro quero continuar a fazer investigação na área de comportamento animal.

Scripta Manent. O que se escreve, fica, permanece. Leia o artigo "Cefalópodes e Inteligência: o Caso do Choco Social" da autoria de Eduardo Sampaio e publicado recentemente na National Geographic.

Ana Subtil Simões, Área de Comunicação e Imagem Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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O Conselho Europeu de Investigação atribuiu recentemente uma bolsa Synergy no valor de 10,4 milhões de euros ao projeto 4-OCEANS, liderado por Cristina Brito, professora do Departamento de História e investigadora do Centro de Humanidades da Faculdade de Ciências Sociais Humanas da Universidade Nova de Lisboa, antiga aluna da Ciências ULisboa.

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2020 é um ano que ficará para a história por muitas razões relacionadas com a pandemia, mas também pelos avanços registados na ciência que estuda os fotões, particularmente na fotónica linear e não linear e cujos estudos foram publicados na Nature, Nature Photonics e Science e contaram com a colaboração teórica de Vladimir Konotop, professor do Departamento de Física e investigador do Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa.

Pormenor da capa do livro

O livro “Alterações Climáticas Desafios para Portugal depois do Acordo de Paris” pretende mostrar a diversidade temática associada ao problema das alterações climáticas, e fornecer ao leitor interessado uma fonte acessível e em português, que lhe permita ficar a par dos desenvolvimentos mais recentes nas diferentes áreas abordadas.

Telhados fotovoltaicos

Definir um modelo genérico de laboratório vivo para as universidades - Living Lab Universitário -, adaptável ao resto da sociedade, é o grande objetivo do projeto europeu TR@NSNET, que junta em consórcio a Ciências ULisboa, a Universidade da Beira Interior, a Université Toulouse III Paul Sabatier (UT3), a Université de La Rochelle, ambas em França e a Universidad Politecnica de Madrid, em Espanha.

Portátil e pessoas

No ano letivo 2020/2021, todos os estudantes da Ciências ULisboa que tenham interesse e dúvidas sobre as carreiras da União Europeia poderão contactar Beatriz Rocha por email eucareers.fcul@gmail.com ou via Instagram! A aluna da Ciências ULisboa do 2.º ano de Biologia está disponível para aconselhar e explicar todo o processo de recrutamento na UE.

Simulação de marés oceânicas

“Weak tides during Cryogenian glaciations” da autoria de J. A. Mattias Green, Hannah S. Davies, João C. Duarte, Jessica R. Creveling e Christopher Scotese foi publicado esta sexta-feira, 4 de dezembro, na revista científica Nature Communications.

ULisboa

Em Portugal a ULisboa continua a liderar o US News 2021 Best Global Universities Rankings. Na edição de 2021 foram avaliadas 1748 instituições.  "Não é com certeza estranho a esta subida o empenho de todos os que trabalham na nossa Faculdade em particular durante este ano pejado de tantas dificuldades”, comenta Pedro Almeida, subdiretor da Ciências ULisboa.

Pedro Castro

Pedro Castro desenvolve modelos e algoritmos com base em programação linear inteira mista. O investigador no DEIO e CMAFcIO Ciências ULisboa é um dos vencedores do Prémio Científico ULisboa/CGD 2019.

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