Como os olhos dos animais podem continuar a crescer após a idade adulta? Esta pergunta, há muito sem resposta clara, encontra uma nova luz graças ao estudo de um verme marinho com capacidades visuais surpreendentes. A descoberta de uma semelhança impressionante com os vertebrados abre perspectivas sobre os mecanismos evolutivos partilhados.
O verme marinho *Platynereis dumerilii* é um organismo modelo utilizado para compreender o desenvolvimento dos olhos e do cérebro. Os seus olhos do tipo câmara, comparáveis aos dos vertebrados, proporcionam-lhe uma visão nítida e persistem em desenvolver-se ao longo da vida. Uma equipa de investigação internacional interessou-se por este fenómeno para desvendar os seus segredos.
O verme marinho Platynereis dumerilii, uma fêmea madura.
Crédito: Florian Raible A análise da retina destes vermes revelou uma zona específica na sua periferia onde se concentram células-tronco neurais. Esta região, denominada zona marginal ciliar, é o local de uma divisão celular ativa durante as fases de crescimento ocular. Nadja Milivojev, primeira autora do estudo, observou que estas células se dividem precisamente na borda da retina, uma característica igualmente presente em alguns vertebrados como os peixes.
De facto, nos peixes e nos anfíbios, a zona marginal ciliar produz novos neurónios retinianos que permitem a expansão do olho. A descoberta de uma estrutura análoga no verme indica que soluções celulares semelhantes podem surgir independentemente ao longo da evolução. Florian Raible, coautor principal, explica que esta observação mostra como os olhos destes invertebrados adicionam fotorrecetores e aumentam em tamanho de forma contínua.
Vista do olho de um verme com células em divisão coloridas a amarelo.
Crédito: Nadja Milivojev
Outro aspeto inesperado diz respeito à influência da luz ambiental neste crescimento. As análises moleculares evidenciaram que uma molécula sensível à luz, a c-opsina, modula a atividade das células-tronco. Presente nos precursores dos fotorrecetores do verme, esta molécula atua como um interruptor que liga a luz exterior à proliferação celular. Assim, a luz não serve apenas para a visão; também participa no desenvolvimento do olho (explicação no final do artigo).
Estes resultados contribuem para colmatar uma lacuna na compreensão do crescimento ocular nos invertebrados e nos vertebrados. Deixam entrever que princípios comuns poderão guiar a evolução dos órgãos sensoriais. Novas interrogações surgem, nomeadamente sobre o impacto potencial da luz artificial nestes processos biológicos. O estudo dos sistemas de células-tronco neste verme poderá ajudar a compreender como os tecidos nervosos se adaptam e se regeneram.
Comparação dos olhos de um verme (esquerda) e de um peixe (direita), mostrando uma zona de células-tronco semelhante.
Crédito: Paul Knabl
Kristin Tessmar-Raible, coautora principal, indica que tais descobertas são importantes para compreender a biologia dos seres vivos. O artigo detalhando estes trabalhos foi publicado na
Nature Communications, oferecendo uma base sólida para investigações futuras.
A influência da luz na biologia para além da visão
A luz é percebida pelos organismos vivos graças a moléculas chamadas opsinas, que convertem os sinais luminosos em respostas biológicas. Tradicionalmente associadas à visão, as opsinas estão na realidade envolvidas em muitos processos, como a regulação dos ritmos circadianos ou a sincronização dos ciclos de sono. Esta diversidade funcional mostra que a luz atua como um regulador ambiental poderoso.
As opsinas dividem-se em várias famílias, incluindo as c-opsinas, encontradas nos vertebrados, e as r-opsinas, mais comuns nos invertebrados. A presença de uma c-opsina no verme *Platynereis* sugere que estas moléculas podem ter papéis análogos em linhagens evolutivas distintas. Elas atuam frequentemente como sensores que desencadeiam cascatas de sinalização celular, influenciando, por exemplo, a divisão das células-tronco.
Para além dos olhos, a luz modula aspetos como a pigmentação da pele ou o crescimento das plantas através da fotossíntese. No ser humano, a exposição à luz natural é essencial para manter um ritmo circadiano equilibrado. As perturbações causadas pela luz artificial, nomeadamente a luz azul dos ecrãs, podem interferir com estes processos naturais.
As pesquisas sobre a interação luz-biologia ajudam a compreender como os organismos se adaptam ao seu ambiente. Também levantam questões sobre os impactos antropogénicos, como a poluição luminosa, que poderá alterar mecanismos biológicos nas espécies selvagens. Ao estudar modelos como o verme marinho, os cientistas exploram as ligações profundas entre o ambiente luminoso e o desenvolvimento dos organismos.
Fonte: Nature Communications