Alguns dos maiores espermatozoides vêm dos menores animais.

Veja as moscas-de-frutas caseiras. Os machos detêm o recorde mundial de espermatozoide mais longo, com impressionantes cinco centímetros. Isso equivale a aproximadamente 20 vezes o tamanho de seus corpos (e cerca de mil vezes o comprimento dos espermatozoides humanos, que medem 0,05 milímetro).

A física disso apresenta um verdadeiro pesadelo de empacotamento. É como enfiar milhares de fios de linha de pesca em uma caixa de sapatos. O risco é que as células sexuais masculinas fiquem completamente emaranhadas e incapazes de chegar a um óvulo. No entanto, de alguma forma, isso não ocorre, e os cientistas há muito se perguntam por quê.

Um estudo publicado no último dia 22 na Nature Physics oferece uma resposta. Pesquisadores do Instituto Flatiron, em Nova York, Estados Unidos, analisaram organismos de Drosophila melanogaster, a mosca-das-frutas de laboratório que os cientistas usam para estudar uma ampla gama de processos biológicos, entre os quais câncer. Os espermatozoides dessas criaturas têm em torno de dois milímetros de comprimento, quase o tamanho da própria mosca.

Quando o matemático Michael Shelley e sua equipe observaram os espermatozoides sob um microscópio, descobriram que eles não estavam aglomerados em uma bola bagunçada. Em vez disso, estavam ordenadamente empilhados em fileiras paralelas, como fios de espaguete que permanecem juntos enquanto giram em uma panela de água. Os espermatozoides estavam alinhados lado a lado, curvando-se dentro dos limites do órgão de armazenamento de esperma. Toda a massa parecia se mover em conjunto em uma onda suave e lenta, enquanto os próprios espermatozoides estavam em movimento.

Para entender como os movimentos individuais de um espermatozoide correspondiam ao todo, os cientistas realizaram vários outros experimentos usando técnicas de visualização de alta resolução, incluindo tingir os espermatozoides com diferentes cores fluorescentes e rastreá-los em tempo real.

Com base nos resultados, a equipe concluiu que os espermatozoides de moscas-das-frutas não se emaranham porque estão constantemente em movimento, deslizando uns pelos outros em faixas opostas para manter toda a massa fluida e organizada. “É como uma rodovia de mil faixas onde todos os carros estão se movendo em direções opostas”, disse Shelley, autor do artigo.

Shelley explicou que esse comportamento é muito diferente do dos espermatozoides humanos, que nadam em uma poça de líquido batendo suas caudas para se impulsionar para frente. Os espermatozoides de D. melanogaster estão tão compactados que quase não há fluido contra o qual empurrar. Em vez disso, eles realizam ondas serpenteantes com suas caudas, como uma cobra. Quando a onda de um espermatozoide encontra a de seu vizinho, que está viajando na direção oposta, os dois se impulsionam um contra o outro. Esse movimento mantém toda a massa em movimento e evita emaranhados.

Quando os espermatozoides foram isolados um a um, eles não pareciam se mover de forma alguma. Embora suas caudas ainda estivessem batendo, seus corpos apenas se contorciam no lugar. “Não é apenas um nadador heroico chegando ao óvulo; é um comportamento coletivo”, disse a primeira autora do estudo, a bióloga Jasmin Imran Alsous.

Essa descoberta oferece uma visão diferente de uma imagem há muito estabelecida de como os espermatozoides se locomovem, afirma John Fitzpatrick, biólogo evolutivo da Universidade de Estocolmo (Suécia) que estuda a evolução dos espermatozoides em todo o reino animal.

“Temos essa visão de espermatozoides batendo suas caudas e nadando como alguém em uma piscina, mas isso não ocorre nesse caso”, diz Fitzpatrick, que não participou da pesquisa. “Eles precisam ser empurrados contra algo para se impulsionar para frente, e a coisa contra a qual estão empurrando pode ser espermatozoides ou o trato reprodutivo feminino. Essa é uma descoberta interessante.”

Fitzpatrick disse que essa pesquisa fornece uma das primeiras visualizações em tempo real de como pequenos animais com espermatozoides grandes conseguem manter seus espermatozoides desembaraçados e funcionando.

As moscas-das-frutas não são o único exemplo: o minúsculo besouro-de-asa-de-pena é outro, produzindo espermatozoides que têm aproximadamente o dobro do tamanho de seu corpo. Os espermatozoides precisam se enrolar em molas helicoidais apertadas para caber dentro do corpo minúsculo do inseto. Outro exemplo são os camarões-semente, pequenos crustáceos que produzem espermatozoides que atingem comprimentos de até sete vezes o tamanho de seus corpos.

Em cada exemplo, o animal precisa superar o mesmo problema físico: como empacotar e liberar uma célula sexual maior do que ele próprio. A nova pesquisa oferece uma descoberta seminal de como a mosca-das-frutas faz isso.