The Brittle Star That Sees with Its Body

Os braços compridos e esguios de uma estrela frágil – um parente da estrela do mar com tendências barrocas – têm uma relação surpreendente com o resto do seu corpo.

Os braços funcionam de forma mais ou menos independente, sentindo o seu próprio ambiente e tomando as suas próprias decisões sobre como reagir a ele. Eles só são coordenados frouxamente por um anel nervoso no núcleo do animal. Uma única estrela quebradiça é quase como cinco animais co-juntos com um interesse mútuo em para onde ir, o que comer e fazer pequenas estrelas quebradiças.

E ainda agora parece haver algo muito mais estranho sobre a biologia de pelo menos uma espécie: o corpo inteiro de Ophiocoma wendtii aparece capaz de formar uma imagem desfocada mas útil, como um Olho de Sauron contorcido mas estranhamente bonito.

Fica mais esquisito.

Esta visão de corpo inteiro extingue-se à noite, quando a sensibilidade do animal à luz aumenta paradoxalmente, e o seu corpo castanho torna-se bege. Como e porque este animal possui estas estranhas características foram os temas de um estudo publicado em Janeiro na Current Biology.

Para ver, os biólogos requerem visão espacial. Não basta apenas detectar a luz; é preciso formar uma imagem. Quase todos os animais podem sentir a luz. Menos podem ver.

Tradicionalmente era bastante aparente quem podia ver e quem não podia porque uma criatura ou tinha olhos ou não tinha. Recentemente, porém, os biólogos invertebrados estão percebendo que os olhos podem ser opcionais à visão.

Em 2018, os cientistas relataram que o ouriço-do-mar espinhoso Diadema africanum é aparentemente capaz de resolver imagens sem olhos – um conceito chamado “visão extra-ocular”. Eles não entenderam, porém, como.

Então uma equipe de cientistas europeus e americanos liderados por Lauren Sumner-Rooney no Museu de História Natural da Universidade de Oxford começou a suspeitar que, apesar de uma notória falta de olhos, O. wendtii também podia ver.

Testaram isto colocando as estrelas frágeis no centro das arenas cercadas por paredes com barras pretas num dos lados para simular abrigo. Mais estrelas quebradiças acabaram nas barras pretas do que seria de esperar por acaso. O.wendtii bege escuro adaptado, porém, não foram capazes de encontrar essas barras pretas em taxas que excedessem o acaso, fossem elas fornecidas com luzes fluorescentes ou com a luz do dia, aparentemente excluindo a intensidade da luz ou ritmos circadianos como explicação.

Esta combinação comportamental foi particularmente intrigante porque um parente próximo, O. pumila, tem todos o mesmo equipamento de detecção de luz, mas quando colocados nas mesmas arenas, estes animais acabam distribuídos aleatoriamente a qualquer hora do dia. Eles são cegos.

No entanto, a equipa sabia que os corpos de ambas as estrelas frágeis estão cravejados com receptores de luz chamados opsinas. O. pumila pode não ser capaz de ver, mas pode sentir a luz; quando exposto à luz, ele se esconde na areia ou em fendas bem onde está. O.wendtii, por outro lado, skitters para o abrigo mais próximo. A única diferença óbvia é que O. pumila não é nunca vermelho. Que diferença poderia fazer ser vermelho para ver?

Para poder formar uma imagem, um receptor de luz precisa de direcionalidade. Se você não pode dizer de qual direção a luz está vindo, você não pode realmente inferir muito sobre como o mundo se parece em um determinado lugar. Consequentemente, o primeiro requisito para a visão após a detecção da luz é algum tipo de mecanismo de triagem, para que qualquer receptor saiba que a luz que vem deste ponto em particular está chegando nesta quantidade.

Um método de rastreio da luz é (duh) o protector solar. Pigmento é protetor solar natural, e O. wendtii é coberto com pacotes de pigmentos vermelhos chamados cromatóforos durante o dia. À noite, os cromatóforos se retraem. Quando os cientistas examinaram as duas espécies de estrelas frágeis e mediram o campo de visão a partir dos sensores de luz de cada animal, descobriram que os pacotes de pigmentos implantados estreitam o campo de visão ao bloquearem fisicamente a luz. A abertura angular diminui de cerca de 118 graus para 68 graus em O. wendtii com cromatóforos em chamas.

Se os sensores de luz de O. wendtii são direcionais, isso explica como a matriz amplamente espalhada por todo o corpo deles poderia formar uma imagem. O seu corpo inteiro é de facto um olho. Mas a imagem formada pode ser extremamente estranha para nós. Uma estrela frágil não é uma bola, como um ouriço-do-mar. São cinco braços indisciplinados presos a um núcleo conciliador. Como é que um humano começa a pensar em como é que a imagem formada por tal matriz pode parecer?

Os cientistas tentaram reconstruir uma imagem de um recife inferida pela resolução que mediram. Na melhor das hipóteses, uma barra desfocada de cinza escuro aparece contra um fundo cinza claro. Cru, para ter a certeza, mas talvez o suficiente para que uma estrela britável motivada chegue ao importantíssimo Local Mínimo para Não Ser Comido.

Desde os cromatóforos bloquearem a luz, isso também explica porque é que a sua sensibilidade geral à luz melhora à noite, o que é conveniente porque a visão então pode ser impossível de qualquer maneira.

É intrigante que animais com um sistema tão estranho para perceber o seu mundo pertençam ao maior grupo animal que é o parente mais próximo dos vertebrados. Animais muito mais distantes – os poderosos artrópodes (por exemplo, insetos e lagostas) e moluscos (por exemplo, polvo e lula), mais significativamente – têm olhos. Mesmo algumas estrelas-do-mar possuem olhos apropriados: olhos compostos espremidos nas suas patas tubulares, ou simples ocelos (a pressão para ver bem pode ser mais forte para as estrelas-do-mar porque são caçadores activos).

Para descobrir um sistema de visão alternativo em não apenas um mas dois parentes tão próximos (ouriços-do-mar, como estrelas frágeis, são equinodermes) parece surpreendente e contra-intuitivo. Por outro lado, que um grupo de animais com simetria radial e uma aparente despreocupação em ser cortado em dois é o parente principal mais próximo dos vertebrados também é surpreendente, como já foi apontado muitas vezes.

De entre os vertebrados, muitos peixes, anfíbios e répteis têm um terceiro olho, e pelo menos um tinha um quarto. Os peixes planos têm olhos que migram ao redor de seus corpos. Muitos vertebrados – incluindo mamíferos – possuem receptores de luz separados dos seus olhos. Se um vertebrado tivesse por alguma razão adotado a simetria radial, poderíamos ter visto formas igualmente surpreendentes de ver em nossas próprias fileiras?