Evolução do olho - “Olhos de pedra”

Cientistas descobrem como estranho animal usa olhos de pedra

Os quítons têm cerca de 7,5 cm de comprimento

Foto: Kirt L. Onthank/UC Santa Barbara/Divulgação

Pesquisadores da Universidade da Califórnia - Santa Bárbara - descobriram como um molusco usa seus olhos feitos de cristais de carbonato de cálcio (aragonita) para se proteger de potenciais predadores. O estudo foi publicado na quinta-feira pela revista especializada Current Biology.

O pesquisador Daniel Speiser, hoje doutor, estudou moluscos na Flórida desde sua graduação, em especial um desses animais chamado quíton, que tem suas centenas de olhos feitos com lentes de aragonita, um tipo de pedra. Os olhos desses animais intrigam os cientistas há décadas, já que foi o primeiro animal descoberto com olhos feitos desse material - já se conheciam animais com olhos feitos com outro tipo de pedra, a calcita - e não se sabia, até então, se eles conseguiam realmente ver objetos ou apenas notar diferenças na luz.

Speiser e o professor Sönke Johnsen, da Universidade Duke, estudaram quítons do oeste da Índia (Acanthopleura granulata), que têm sete placas sobre o corpo cobertas de pequenas lentes. Para testar a visão das criaturas, eles colocaram os animais em um laboratório. Quando não eram incomodados, os quítons levantavam suas placas para respirar.

Os cientistas, então, aproximavam dos animais um disco negro, com 10 cm de diâmetro e 35 mm de espessura, ou um disco cinza de mesmo tamanho, sempre a 20 cm dos moluscos. Quando o disco cinza era usado, não havia resposta, mas quando o negro era aproximado, os quítons reagiam e se protegiam. A diferença na resposta indica que eles realmente viam o disco, e não sentiam apenas a mudança na luminosidade.

Segundo os pesquisadores, o olho desse animal é um dos mais estranhos da natureza. Suas retinas lembram as da lesma e as do caracol, mas estes conseguem responder à adição de luz no ambiente, enquanto a retina dos seres estudados só reage à diminuição de luz.

Os pesquisadores não acreditam que os olhos dos quítons têm relação com a evolução que levou aos olhos humanos. Apesar de ser um animal primitivo - eles teriam surgido há 500 milhões de anos - os primeiros registros de seus olhos datam de "apenas" 25 milhões de anos atrás, o que tornaria os seus olhos os mais recentes a evoluírem na natureza.

Originalmente em: noticias.terra.com.br

Artigos científicos sobre o tema:

Daniel I Speiser, Douglas J Eernisse, Sönke Johnsen. A chiton uses aragonite lenses to form images. Curr Biol. 2011 Apr 26;21(8):665-70. doi: 10.1016/j.cub.2011.03.033. Epub 2011 Apr 14. - PubMed 

Speiser, D., Demartini, D., & Oakley, T. (2014). The shell-eyes of the chiton Acanthopleura granulata (Mollusca, Polyplacophora) use pheomelanin as a screening pigment. Journal of Natural History, 48(45-48), 2899-2911. - www.researchgate.net - www.tandfonline.com  

Na trivial Wikipédia:

Este tipo específico de quíton exibe centenas de olhos em concha (<100 µm) embutidos em sua concha dorsal. Esses olhos fornecem uma visão especial, contendo uma retina, uma camada de pigmento de proteção e uma lente. - en.wikipedia.org - Acanthopleura granulata  

Extras

Uma coletânea de artigos sobre a evolução do olho

Lamb, T.D.; Arendt, D. & Collin, S.P. 2009. The evolution of phototransduction and eyes. Phil. Trans. R. Soc. B 12, 364(1531): 2791-2793.

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Arendt, D.; Hausen, H. & Purschke, G. 2009. The ‘division of labour’ model of eye evolution. Phil. Trans. R. Soc. B, 364(1531): 2809-2817.

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Nakanishi, N.; Hartenstein, V. & Jacobs, D.K. 2009. Development of the rhopalial nervous system in Aurelia sp.1 (Cnidaria, Scyphozoa). Development Genes and Evolution, 219(6): 301-317.

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Jékely, G. 2010. Origin and early evolution of neural circuits for the control of ciliary locomotion. Proc. R. Soc. B, 278(1707): 914-922.

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Arendt, D.; Denes, A.S.; Jékely, G. & Tessmar-Raible, K. 2009 .The evolution of nervous system centralization. In: Maximilian J. Telford & D. T. J. Littlewood. Animal Evolution: Genomes, Fossils, and Tress. Oxford: Oxford University Press, pp: 65-70.

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Purschke, G. 2011. Sipunculid-like ocellar tubes in a polychaete, Fauveliopsis cf. adriatica (Annelida, Fauveliopsidae): implications for eye evolution. Invertebrate Biology, 130(2): 115–128.

Vopalensky, P. & Kozmik, Z. 2009. Eye evolution: common use and independent recruitment of genetic components. Phil. Trans. R. Soc. B, 364(1531): 2819-2832.

Cubomedusas

Kozmik Z, Daube M, Frei E, Norman B, Kos L, Dishaw LJ, Noll M, Piatigorsky J. Role of Pax Genes in Eye Evolution: A Cnidarian PaxB Gene Uniting Pax2 and Pax6 Function. Dev Cell. 2003 Nov;5(5):773-85. - www.imls.uzh.ch - www.ncbi.nlm.nih.gov

Abstract

PaxB from Tripedalia cystophora, a cubomedusan jellyfish possessing complex eyes (ocelli), was characterized. PaxB, the only Pax gene found in this cnidarian, is expressed in the larva, retina, lens, and statocyst. PaxB contains a Pax2/5/8-type paired domain and octapeptide, but a Pax6 prd-type homeodomain. Pax2/5/8-like properties of PaxB include a DNA binding specificity of the paired domain, activation and inhibitory domains, and the ability to rescue spa(pol), a Drosophila Pax2 eye mutant. Like Pax6, PaxB activates jellyfish crystallin and Drosophila rhodopsin rh6 promoters and induces small ectopic eyes in Drosophila. Pax6 has been considered a "master" control gene for eye development. Our data suggest that the ancestor of jellyfish PaxB, a PaxB-like protein, was the primordial Pax protein in eye evolution and that Pax6-like genes evolved in triploblasts after separation from Cnidaria, raising the possibility that cnidarian and sophisticated triploblastic eyes arose independently.

Tradução

PaxB de Tripedalia cystophora, uma medusa cubomedusa possuindo olhos complexos (ocelos), foi caracterizada. PaxB, o único gene Pax encontrado neste cnidário, é expresso na larva, retina, cristalino e estatocisto. PaxB contém um domínio emparelhado do tipo Pax2 / 5/8 e octapeptídeo, mas um homeodomínio do tipo Pax6 prd. As propriedades semelhantes a Pax2 / 5/8 de PaxB incluem uma especificidade de ligação ao DNA do domínio emparelhado, domínios de ativação e inibição e a capacidade de resgatar spa(pol), um mutante ocular de Drosophila Pax2. Como o Pax6, o PaxB ativa os promotores cristalina da medusa e da rodopsina rh6 da Drosophila e induz pequenos olhos ectópicos na Drosophila. Pax6 foi considerado um gene de controle "mestre" para o desenvolvimento dos olhos. Nossos dados sugerem que o ancestral da água-viva PaxB, uma proteína semelhante a PaxB, foi a proteína Pax primordial na evolução do olho e que genes semelhantes a Pax6 evoluíram em triploblastos após a separação de Cnidaria, levantando a possibilidade de que olhos triploblásticos cnidários e sofisticados surgiram independentemente.