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A extraordinária visão dos anfíbios é desvendada por pesquisadores

Cortar a luz UV provavelmente ajuda os sapos noturnos a pular entre as árvores à noite. Fotos: Canvas

Nossos olhos foram abertos para o extraordinário mundo da visão dos anfíbios.

Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada por cientistas do Museu de História Natural de Londres, descobriu que as rãs diurnas, que são ativas durante o dia, tendem a desenvolver lentes que filtram a luz ultravioleta (UV) para fornecer um foco mais nítido.

As rãs de escalada noturna também experimentaram uma seleção natural mais forte para essa característica, provavelmente dando a elas uma vantagem ao atravessar galhos e pular entre as árvores.

Enquanto isso, os sapos ativos no solo ou na água à noite são mais propensos a ter menos filtragem UV, ajudando-os a enxergar no escuro.

David Gower, co-autor do artigo científico e pesquisador do museu londrino, diz que estudar a visão desses animais fornece informações sobre sua evolução geral:

“Estudar a visão pode nos ajudar a entender a diversidade e evolução de rãs e sapos, porque eles são um grupo muito grande e diversificado com aproximadamente 7.500 espécies vivas. Investigar sua biologia sensorial permite uma nova perspectiva sobre esses animais, observando até que ponto sua visão restringiu ou promoveu diferentes possibilidades evolutivas.”

“Além disso, estudar a visão de rãs e sapos provavelmente melhorará nossa compreensão geral da visão em toda a vida dos vertebrados”, complementou.

Os resultados do estudo foram publicados na revista Functional Ecology.

Anfíbios são incomuns porque seus olhos se adaptaram de maneira muito diferente a outros vertebrados

O que há de incomum na visão dos anfíbios?

A visão é um dos sentidos mais importantes do reino animal, permitindo que os organismos interpretem o mundo ao seu redor rapidamente. A importância da visão para a sobrevivência de uma espécie pode levá-la a muitos caminhos evolutivos diferentes.

Os olhos podem ter formas muito diferentes, como os olhos compostos dos insetos ou o olho da câmera dos vertebrados. Sua forma também pode variar, com peixes de profundidade, como o peixe de olhos de barril (Opisthoproctus soleatus), com olhos tubulares que lhes permitem distinguir as silhuetas de outra vida marinha acima deles.

Os anfíbios são incomuns porque seus olhos se adaptaram de maneira muito diferente a outros vertebrados vivos.

Co-autor do estudo, Dr. Jeff Streicher, curador sênior do setor de anfíbios e répteis no Museu, explica que os anfíbios têm algo interessante acontecendo com seus sistemas visuais. “Eles têm uma classe única de fotorreceptores de bastonetes que está associada à visão com pouca luz. Como eles têm dois tipos diferentes de bastonetes, existe o potencial de que eles possam fazer coisas que muitos outros vertebrados não podem, como detectar diferenças de cor em condições de pouca luz.”

Segundo ele, outro fato que torna o grupo único em comparação com muitos outros vertebrados é que muitos anfíbios têm um ciclo de vida bifásico, vivendo parte de sua vida debaixo d’água e depois se metamorfoseando em adultos geralmente terrestres.

“Isso significa que eles estão usando seus olhos em ambientes de luz realmente diferentes ao longo de sua vida, em comparação com a maioria dos outros vertebrados que passam a vida inteira em um meio óptico muito semelhante.”

Como alguns anfíbios não são bifásicos, eles também oferecem a oportunidade de entender como a ecologia influencia a evolução do sistema visual.

Em particular, os pesquisadores queriam observar as propriedades das lentes de sapo neste estudo. Enquanto os comprimentos de onda mais curtos da luz UV, como UVB e UVC, são sempre absorvidos pela própria estrutura do olho, alguns animais são capazes de perceber comprimentos de onda de luz mais distantes da faixa UV do que outros.

No entanto, esse senso de especialista pode ter um custo. Os raios UV podem danificar a retina sensível à luz do olho e são propensos a problemas como maior dispersão e aberração cromática. Esses problemas reduzem a capacidade do olho de focalizar comprimentos de onda curtos, levando à visão turva.

Em sapos, o bloqueio de luz UV provavelmente melhora a nitidez da visão e protege a retina, mas reduz a capacidade de visão noturna, reduzindo a quantidade total de luz que atinge a parte de trás do olho. Sapos escaladores ativos à noite provavelmente precisariam de elementos de ambos para navegar no dossel (folhagens das árvores muito acima do chão) e capturar presas.

“Não temos dados ecológicos detalhados para a maioria das espécies de rãs e sapos, mas é provável que as rãs que estão escalando e pulando nas árvores à noite exigem visão mais nítida do que aqueles em outros ambientes”, comenta Katie Thomas, pesquisadora de pós-doutorado no Museu e principal autora do estudo científico.

Os cientistas também esperam que essa análise encoraje estudos mais detalhados sobre ecologia

“Embora ainda não tenhamos dados de estudos comportamentais e morfológicos para confirmar isso, nossos resultados sugerem que, embora sejam ativos em condições de pouca luz, os sapos escaladores geralmente impedem que os raios UV atinjam suas retinas, provavelmente para equipar esses sapos com visão.”

Trazendo clareza à visão do sapo

Com base no trabalho anterior de um co-autor, o especialista em olhos Professor Ron Douglas, a equipe iluminou as lentes de 85 sapos e salamandras para medir suas características espectrais.

Eles descobriram que as rãs diurnas tendem a ter pigmentos bloqueadores de luz UV em suas lentes, enquanto as lentes de parentes noturnos permitem que mais UV atinjam a retina. No entanto, as rãs de escalada noturna foram uma exceção, possuindo lentes com características de bloqueio de UV mais parecidas com o grupo diurno.

Embora este estudo por si só não possa confirmá-lo, os pesquisadores acreditam que isso pode significar que uma visão mais nítida é importante para esses animais e pode explicar alguns comportamentos incomuns em espécies específicas.

“Uma das espécies de rãs diurnas que pudemos incluir neste estudo, Hylodes phyllodes (endêmica do Brasil), tem um comportamento muito distinto, onde acena com o pé para sinalizar para outros membros de sua espécie”, diz Jeff. “Esses aníbios vivem perto de córregos de fluxo rápido, onde o barulho da água bloquearia as chamadas vocais.”

“Descobrimos que suas lentes bloqueiam bastante luz de comprimento de onda curta, e que isso pode ter evoluído ao lado do comportamento de acenar com os pés que se beneficiaria de uma visão mais nítida.”

Outro anfíbio incomum, o sapo-voador-de-wallace (Rhacophorus nigropalmatus), também pode precisar de uma visão mais nítida para navegar enquanto desliza de árvores nas florestas tropicais do Sudeste Asiático. Embora essa espécie não tenha sido incluída neste estudo, pesquisas semelhantes conduzidas por David descobriram que as lentes das cobras planadoras diurnas bloqueiam os raios UV.

O próximo passo nesta pesquisa sobre anfíbios é começar a reunir o trabalho de diferentes disciplinas científicas para desenvolver uma compreensão mais completa de sua visão. Por exemplo, a equipe espera que rãs e sapos tenham pigmentos visuais em sua retina que sejam sintonizados para detectar a luz UV, dependendo do nível de bloqueio de UV em suas lentes. Eles estão atualmente analisando dados fisiológicos e genéticos para testar essa ideia.

Os cientistas também esperam que seu trabalho encoraje estudos mais detalhados sobre ecologia e comportamento em rãs e sapos para testar melhor a hipótese de que espécies com lentes bloqueadoras de UV realmente têm uma visão mais nítida.

“Estamos analisando o sistema visual em vários contextos e o grande objetivo é reunir tudo isso”, diz Jeff. “Por exemplo, além de ter lentes que bloqueiam os raios UV, também aprendemos que os sapos noturnos tendem a ter olhos relativamente maiores, que talvez sejam necessários para permitir que mais luz atinja a retina em geral.”

“Não há muito trabalho sobre a visão de sapos, então assim que você começa a fazer descobertas preliminares, surgem muitas outras perguntas”, diz David. “Este estudo é parte do caminho para esclarecer alguns deles.”

Fonte: Museu de História Natural de Londres