CAMALEÕES – ESTEREOPSIA E VISÃO MONOCULAR

chameleon 1

Visão monocular – movimentação independente dos olhos

Camaleões estão entre os répteis que mais usam dicas visuais para se orientar, comunicar, capturar presas e acasalar. As características únicas de visão do camaleão incluem também uma lente orientada de forma negativa, uma córnea positiva e uma visão monocular com foco. Este tipo de desenvolvimento do sistema visual poderia ter evoluído principalmente para ajudar na captura de presas ou evitar predadores, associados á camuflagem.

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Localização filogenética de Squamata

O mais antigo camaleão identificado em registro fóssil é o Anqingosaurus brevicephalus do Paleoceno Médio chinês datado de cerca de 58 a 61 milhões de anos atrás. Um camaleão da espécie Chamaeleo caroliquarti do Mioceno (13 a 23 milhões de anos atrás), foi encontrado na República Checa e na Alemanha. Outros foram encontrados, como o Chamaeleo intermedius do Mioceno (cerca de 5 a 13 milhões de anos atrás), do Quênia (Jessie, 2003)

Entretanto, os camaleões são muito mais velhos do que 58 milhões de anos, e compartilham um ancestral comum com iguanídeos datados em mais de 100 milhões de anos. Embora a maioria dos fósseis tenha sido encontrada na África, Europa e Ásia, os camaleões tiveram uma distribuição muito mais ampla do que a atual. Quase a metade de todas as espécies de camaleões conhecidas hoje são encontradas em Madagascar, e não há nenhuma evidencia para a pressupor que eles possam ter surgido lá (Tolley & Burger, 2007). A família dos camaleões forma um grupo monofilético e isso é suportado por vários estudos.

Detalhes do olho de um camaleão. Pálpebras fundidas.

Detalhes do olho de um camaleão. Pálpebras fundidas.

Os camaleões também têm uma visão incomum, boa para répteis, o que não é comum. Eles conseguem observar pequenos insetos a 5 a 10 metros de distância. Assim como serpentes, camaleões não possuem um ouvido médio ou externo. Eles detectam frequências sonoras entre 200 e 600 Hz.

O sistema visual bastante incomum e característico, distinto de qualquer outro réptil. As pálpebras superiores e inferiores são unidas de tal forma a permitir somente um orifício suficientemente grande para suas pupilas ajustarem o foco. Cada olho pode se mover, girar e focar de forma independente, permitindo que o camaleão observe simultaneamente dois objetos diferentes. Isto oferta eles com arco completo de 360 graus de visão em torno de seus corpos. Geralmente a presa é localizada usando a percepção de profundidade monocular e não estereopsia (binocular). [Chameleon News, 2004)

Espectro visual da visão binocular e monocular

Espectro visual da visão binocular e monocular

Camaleões podem ver na luz visível e ultravioleta. Quando expostos à luz ultravioleta mostram o aumento dos níveis de comportamento social, se aquece mais, se alimentam mais e também são mais propensos a se reproduzir já há um efeito positivo sobre o glândula pineal (Young, 2008).

A amplitude angular da visão dos camaleões é muito grande e incomum para um animal vertebrado. Quando observa algum animal se aproximando, ele pode simultaneamente, observar o restante do seu ambiente (Lustig, Hadas, Gadi, 2012). Isso é facilitado pela lateralização dos olhos do camaleão (Sandor, Maarten, Volker, 2001).

Padrão de coloração característico de camaleões arborículas

Padrão de coloração característico de camaleões arborículas

Os olhos do camaleão apresentam uma lente negativa, o que significa que a lente é côncava. Isto aumenta o tamanho da imagem da retina, permitindo focalizar melhor a presa. A ampliação da imagem em camaleões é superior em comparação com a de todos os outros vertebrados. Enquanto a lente é negativa, a córnea é positiva, o que significa que é convexa contribuindo para uma precisão ao focar. A córnea melhora a resolução da visão em um campo estreito. A combinação de uma lente negativa e uma positiva córnea no olho camaleão permite a focalização por acomodação da córnea (Ott, Schaeffel, 19995 e 1998) Com esse acomodamento é possível ter noção de profundidade e se concentrar monocularmente (Lustig, Hadas, Gadi, 2012). Quando a visão é independente nos dois olhos camaleão, o olho que primeiro detecta a presa e guiará o acomodamento do outro olho. Contrariamente ao pensamento anterior de que os camaleões usaram estereopsia para a percepção de profundidade, pesquisas mostram que a visão monocular com foco pode ocorrer. O acomodamento da córnea, porém ocorrer dependendo do movimento do camaleão durante a predação. Isso quer dizer que os olhos se concentram de forma independente no mesmo objeto. (Ott & Schaeffel, 1998 e Harkness, 1977)

Eles mapeiam o ambiente usando o acomodamento dos olhos se concentrando em diferentes objetos, tais como presas. Antes de lançar sua língua característica o acomodamento de ambos os olhos é acoplado. Ambos os olhos se concentram de forma independente sobre a presa. Alinhamentos imprecisos das imagens de cada olho, mostra que a estereopsia é pouco provável para a percepção de profundidade no camaleão (Ott, Schaeffel, 1998) Isso quer dizer que mesmo na visão monocular o camaleão pode capturar precisamente presas.

Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, celulas com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores

Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, células com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores

O ponto nodal no olho é o ponto em que “linhas” conectam os pontos da visão correspondentes na imagem cruzada (Srinivasan, 1999). Em camaleões, o ponto nodal está localizado a uma distância significativa antes do ponto em torno da órbita ocular. Como resultado desta separação do ponto nodal as imagens de objetos movem-se mais ou menos sobre a retina com base na distância. A posição de uma imagem sobre a retina é o meio primário através do qual camaleões ajustam a distância. Portanto, a rotação de um olho informa o animal  as distâncias relativas dos diferentes objetos (Srinivasan, 1999).  Um dos efeitos importantes da capacidade de distinguir a distância com o olho é que a cabeça não precisa se mover para permitir a visualização estereotípica do objeto (Pettigrew, Shaun, Ott 1999)

A teoria da evolução sugere que animal, bem como suas especificidades fisiológicas e biológicas em geral é resultado de processos naturais. A evolução da visão em Squamata mostra que a acomodação da córnea e a percepção monocular da profundidade são mecanismos “primitivos” em comparação com a visão binocular e estereopsia. Camaleões utilizam uma estratégia alternativa para estereopsia em acoplamento funcional dos olhos antes da predação. Isso difere da estereopsia em que as imagens de ambos os olhos não estão reconciliadas. No entanto, é possível que este modelo tenha sido utilizado pela primeira vez para a redução estática neural (Ott, Schaeffel, 1998)

Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, celulas com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores.

Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, células com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores.

Isto sugere que os camaleões poderiam ser visto como uma transição entre o uso do olho independente e acoplado (Ott, 2001).  É também possível que o sistema de visão do camaleão seja uma alternativa, de modo igualmente bem sucedido na captura de presas e igualmente para evitar predadores. O mais apropriado para o nicho do camaleão como um animal que vive caçando é viver basicamente camuflado já que frequenta habitats arborícolas.

O camaleão, é um animal lento, camuflado ele pode fazer emboscadas para sua presa (Sandor, Maarten, Volker, 2001). Tanto para presas quando fugindo de predadores é possível notar o uso continuo da percepção de profundidade monocular. Além disso, a separação do ponto nodal permite o sistema nervoso calcular a distância com apenas um olho, por isso o movimento mínimo da cabeça é muito pouco necessário para visualizar o que há ao seu redor (Srinivasan, 1999)

A estratégia especializada de captura de presas dos camaleões é refletido em sua anatomia sensorial e uso, em particular o da visão (Sandor, Maarten, Volker, 2001).

Quando confrontados por ameaça potencial, camaleões giraram seus corpos para o lado oposto do seu predador para evitar a detecção. Eles vão continuar se movendo ao redor do galho de tal forma a manter a ameaça sempre em sua linha de visão (Lustig, Hadas, Gadi, 2012). Se o galho for estreito, ele observa usando a visão binocular.

Um lance de areia ou sandlance é um peixe que pertence à família Ammodytidae. Lanças de areia têm movimentos oculares independentes de camaleão.

Peixe Sandlance que pertence à família Ammodytidae. Apresentam movimentos oculares independentes iguais os de camaleão.

Enquanto o olho camaleão é único entre os lagartos, exemplos paralelos existem em outros grupos biológicos. Em particular, o peixe Limnichthyes fasciatus cuja principal característica é ter uma visão igual a do camaleão. Isso ocorre porque as circunstâncias ambientais, tais como a necessidade de camuflagem para a captura de presas rápidas levou ao desenvolvimento desse sistema visual (Pettigrew, Shaun, Ott 1999) ataques predatórios rápidos são possíveis de serem feitos por camaleões e pelos peixes através da contração dos músculos estriados da córnea permitindo seu acomodamento com uma lente de potência reduzida e aumento do poder da córnea (Ott, Schaeff€el, 1998).

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Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, células com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores.

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Padrão de coloração característico determinado pela presença de cromatóforos, células com tegumentos citoplasmáticos que permitem modulação das cores.

camuflagem 1

Camuflagem de camaleão

Camuflagem 2

Camuflagem de camaleão

Camuflagem 4

Camuflagem de camaleão

Camuflagem

Camuflagem de camaleão

Referências

Maisano, Jessie (27 August 2003). “Digimorph”. Chamaeleo calyptratus, Veiled Chameleon. University of Texas at Austin. Retrieved January 10, 2012.
Tolley, Krystal; Burger, Marius (2007). Chameleons of Southern Africa. Struik. pp. 26–28
Young, Emma (2008) Chameleons fine-tune camouflage to predator’s vision. New Scientist
Lustig, Avichai; Hadas Keter-Katz; Gadi Katzir (2012). “Threat perception in the chameleon (Chamaeleo chameleon): evidence for lateralized eye use”. Animal Cognition 15: 609–621.
Sandor, Peter S.; Maarten A. Frens; Volker Henn (2001). “Chameleon eye position obeys Listing’s law”. Vision Research 41: 2245–2251
Binocular vision and accommodation in prey-catching chameleons”. Journal of Comparative Physiology A 182: 319–330.
Ott, Matthias; Frank Schaeffel (1995). “A negatively powered lens in the chameleon”. Nature 373: 692–694.
Ott, Matthias (2001). “Chameleons have independent eye movements but synchronise both eyes during saccadic prey tracking”. Experimental Brain Research 139: 173–179.
Srinivasan, Mandyam V. (1999). “Ecology: When one eye is better than two”. Nature 399: 305–307.
Harkness, Lindesay (1977). “Chameleons use accommodation clues to judge distance”. Nature 267: 346–349.
Pettigrew, John D.; Shaun P. Collin; Matthias Ott (1999). “Convergence of specialised behaviour, eye movements and visual optics in the sandlance (Teleostei) and the chameleon (Reptilia)”. Current Biology 9: 421–424.
 Chamaeleon News, August 2004

6 thoughts on “CAMALEÕES – ESTEREOPSIA E VISÃO MONOCULAR

      • Eles alegam que um sistema tão complexo como os olhos do camaleão jamais poderiam ter surgido por evolução. O que você acha disso Rossetti?

      • Para eles complexo = criado…alias, não só complexo, se for bonito, se for simétrico é tudo sinônimo de design. É uma falsa premissa, ainda mais vindo de quem não apresenta artigos ou realiza experimentos.
        Há tantas estruturas complexas na biologia que claramente vemos como resultado de processos evolutivos (flagelos bacterianos, olho, sistema imune, aquaporinas etc e tal). Não vejo dificuldade alguma no camaleão, os detalhes do texto já destacam os prováveis contextos onde tal olho surgiu. E que ha outro grupo biológico com tal estrutura.
        Ao que me parece, a proposta da evolução ainda é mais coerente!!!

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