Reportagem
edição 111 - Agosto 2011
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A Fascinante evolução do olho
Cientistas já têm uma visão clara de como surgiram nossos olhos tão complexos
por Trevor D. Lamb
[continuação]

ASCENSÃO DOS RECEPTORES
enquanto estudávamos o desenvolvimento das três camadas da retina, surgiu outra questão relativa à evolução do olho. As células fotorreceptoras em todo o reino animal se distribuem em duas categorias distintas: rabdoméricas e ciliares. Até recentemente, muitos cientistas acreditavam que os invertebrados usavam as rabdoméricas, enquanto vertebrados usavam as ciliares, mas, na verdade, a questão é mais complexa. Na grande maioria dos organismos, os fotorreceptores ciliares são responsáveis pela detecção de luz para fins não visuais, como regular o ritmo circadiano, por exemplo. Em contraste, os receptores rabdoméricos detectam a luz com o propósito explícito de permitir a visão. Tanto os olhos compostos dos artrópodes quanto os olhos tipo câmera dos moluscos – como os do polvo, que evoluíram de forma independente dos olhos tipo câmera dos vertebrados – usam fotorreceptores rabdoméricos. Mas o olho dos vertebrados usa fotorreceptores ciliares para detectar a luz para a visão.

Em 2003, Detlev Arendt, do Laboratório Europeu de Biologia Molecular em Heidelberg, na Alemanha, relatou evidências de que o nosso olho ainda retém descendentes dos fotorreceptores rabdoméricos, que foram modificados para formar os neurônios de saída que enviam informações da retina para o cérebro. Essa descoberta indica que a nossa retina contém os descendentes das duas classes de fotorreceptores: as ciliares, originalmente fotorreceptoras, e as rabdoméricas, transformadas em neurônios de saída. A evolução funciona exatamente assim, pressionando uma estrutura existente para um novo propósito; a descoberta de que os fotorreceptoras ciliares e rabdoméricos desempenham papéis diferentes em nosso olho em comparação com os olhos de invertebrados acrescenta ainda mais peso à evidência de que o olho dos vertebrados foi construído num processo natural.

Para tentar entender por que os fotorreceptores ciliares triunfaram como sensores de luz na retina de vertebrados, enquanto a classe rabdomérica evoluiu para neurônios de projeção, analisei as propriedades de seus respectivos pigmentos sensíveis à luz, as rodopsinas, assim denominadas devido à molécula da proteína opsina que contêm. Em 2004, Yoshinori Shichida e seus colegas da Universidade de Kyoto, no Japão, mostraram que bem no início da evolução dos pigmentos visuais de vertebrados, ocorreu uma mudança que tornou a forma do pigmento ativada pela luz mais estável e, portanto, mais ativa. Postulei que essa mudança também bloqueou a rota de reconversão da rodopsina ativada de volta à sua forma inativa, que no caso de rodopsinas rabdoméricas requer a absorção de um segundo fóton de luz; basicamente, uma via bioquímica foi necessária para recolocar a molécula em alerta para o sinal de luz. Assim que esses dois elementos foram colocados na devida proporção, eu supus que os fotorreceptores ciliares tiveram uma vantagem distinta sobre os fotorreceptores rabdoméricos em ambientes como o oceano profundo, onde os níveis de luz são muito baixos. Então, alguns cordados primitivos (ancestrais dos vertebrados) podem ter conseguido colonizar nichos ecológicos inacessíveis a animais que dependiam de fotorreceptores rabdoméricos – não porque a opsina ciliar melhorada garantia mais visão, mas por propiciar um modo melhorado de sentir a luz, permitindo que os relógios sazonais e circadianos tenham noção de tempo.

Para esses cordados primitivos, habitantes de reinos mais escuros, os fotorreceptores rabdoméricos menos sensíveis e que dispunham, junto com os ciliares, teriam sido virtualmente inúteis e assim estariam livres para assumir um novo papel: de neurônios transmissores de sinais ao cérebro. (Nesse ponto, eles não precisavam mais de opsinas, e a seleção natural as teria eliminado dessas células.)
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Trevor D. Lamb Trevor D. Lamb é pesquisador do departamento de neurociência da John Curtin School of Medical Research e do ARC Center of Excellence in Vision Science da Australian National University, em Canberra, Austrália. Sua pesquisa se concentra nos fotorreceptores bastonetes e cones da retina de vertebrados.
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