EVOLUÇÃO DOS OLHOS.

A maioria esmagadora da vida em nosso planeta depende do sol para obter energia. Que a vida está tão fortemente ligada ao sol, não é surpresa que muitos organismos (excluindo aqueles que vivem na escuridão total) tenham evoluído a capacidade de detectar e responder à luz. As plantas viram suas folhas em direção ao sol. As algas unicelulares, protistas e outros microrganismos nadam em direção ou longe da luz. Mas são os animais, com olhos formadores de imagens, que levaram a detecção de luz ao próximo nível.

Ao sincronizar seus ciclos reprodutivos com o sol e a lua, algumas espécies de coral conseguem reproduzir durante uma única hora do ano. A detecção de luz pode ter evoluído pela primeira vez para configurar ritmos e rotinas para alimentação, movimento e reprodução. (Foto: Emma Hickerson, NOAA)

Cerca de 96% das espécies animais têm olhos. Os primeiros olhos de animais fizeram pouco, mas detectaram a luz – ajudaram a estabelecer ciclos diurnos/noturnos e a coordenar o comportamento – mas olhos mais complexos logo evoluíram. Um predador que pode ver sua presa à distância, ou um animal presa que pode ver a sombra de um predador se aproximar, tem uma clara vantagem de sobrevivência sobre aqueles que não conseguem. Mesmo uma ligeira melhoria na qualidade da imagem proporciona uma vantagem de sobrevivência significativa, permitindo a evolução passo-a-passo de olhos cada vez mais complexos.

Detecção de Luz, pigmento, movimento e faça-se o olho.

Na sua forma mais simples, o olho incorpora três funções:

1) Detecção de luz

2) Sombreamento, sob a forma de pigmento escuro, para detectar a direção que a luz vem

3) Conectar às estruturas do motor, para o movimento em resposta à luz

Em alguns organismos, três dessas funções são realizadas por apenas uma célula – a euglena unicelular é um exemplo. Tem um ponto sensível à luz, grânulos de pigmento para sombreamento e cílios motorizados. Essa estrutura, no entanto, não é considerada um verdadeiro olho.

A estrutura mais básica que é amplamente aceita como um olho tem apenas duas células: um fotorreceptor que detecta a luz e uma célula pigmentada que fornece sombreamento. O fotorreceptor se conecta a células ciliadas, que se envolvem para mover o animal em resposta à luz. O embrião de nereidideos marinho (direita) tem um olho com duas células.

A evolução dos olhos que formam a imagem

Um olho com mais fotorreceptores tem mais poder: pode detectar variações na intensidade da luz em toda a superfície. Um olho em forma de copo pode perceber melhor a direção que vem a luz e o movimento de objetos próximos. Essas melhorias requerem apenas mudanças menores no olho básico.

À medida que os animais desenvolveram corpos e comportamentos mais complexos, os olhos também se tornaram mais complexos. Os olhos evoluíram conexões para células musculares em vez de células que moviam-se por ondas de cílios. Surgiram neurônios que poderiam processar sinais e coordenar o comportamento.

As melhorias posteriores incluíram estruturas para melhor ótica, como lentes ou espelhos que reúnem e focalizam luz em fotorreceptores. Alguns olhos tornaram-se esféricos e ganharam pupilas que se abriam e fechavam para deixar entrar a quantidade certa de luz para formar imagens claras. Os músculos evoluíram para ajustar a focagem e apontar os olhos em diferentes direções. Os fotorreceptores aumentaram em número, fornecendo imagens mais detalhadas (como adicionar pixels a uma fotografia).

Pisando um olho complexo

No interior, diversos olhos usam alguns dos mesmos componentes – um “kit de ferramentas molecular básico” para construir um olho. No entanto, algumas estruturas que se parecem, por exemplo, lentes de vertebrados e lulas, têm diferentes origens evolutivas. Saiba mais sobre o “kit de ferramentas” molecular para construir um olho e a origem genética dos olhos.

Os olhos provavelmente evoluíram de simples para complexo através de uma série gradual de pequenos passos. Juntar a sequência da evolução dos olhos é um desafio, e não conhecemos a sequência de passos que levaram a todos os olhos modernos. Mas sabemos que os olhos modernos dos animais vêm em muitas variedades, abrangendo um continuum do mais simples ao mais complexo. Isso demonstra que todos os tipos de olhos são úteis e que os olhos de complexidade intermediária também podem se formar como passos na evolução dos olhos complexos.

Pesquisadores da Universidade de Lund queriam descobrir quanto tempo poderia demorar para que um olho complexo evoluísse. Começando com um plano básico simples, eles gradualmente fizeram mais de 1.800 pequenas melhorias – formando uma estrutura em forma de copo, restringindo a abertura, adicionando uma lente – até que tivessem um olho complexo e formador de imagem. É importante notar que cada pequena mudança que esses pesquisadores fizeram melhorou significativamente a qualidade da imagem. Os pesquisadores concluíram que essas etapas poderiam ter ocorrido em cerca de 360 ​​mil gerações, ou apenas algumas centenas de mil anos. Cerca de 550 milhões de anos se passaram desde a formação dos olhos fósseis mais antigos, tempo suficiente para que os olhos complexos tenham evoluído mais de 1.500 vezes.

Fonte: Learn Genetics – Genetic Science Learning Center

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