COMPARAÇÃO ENTRE O OLHO HUMANO E O OLHO DE AVES DE RAPINA DIURNAS

O olho é um órgão extremamente complexo e estupendo, uma verdadeira obra prima, e que por vários anos tirava o sono de muitos evolucionistas. Era intrigante e audacioso demais a ideia de que estruturas tão organizadas e que funcionam entre si, que existem de maneira semelhante em espécies completamente separadas no clado, bem como se diferenciam em espécies próximas - onde uma pequena falha em qualquer uma das partes resulta em um distúrbio da visão - teriam surgido de estruturas tão simples como os primeiros órgãos fotorreceptores, ou mesmo que a seleção natural tenha sido a responsável pelo surgimento dos olhos que existem no planeta atualmente.  

O biólogo alemão, Ernest Mayr, por exemplo, afirmou que os olhos surgiram de 40 a 65 vezes de maneira independente nas espécies. Enquanto que Walter Gehring, biólogo suíço, diz que o olho teria evoluído apenas uma vez, pois teria ele feito uma descoberta que o gene (Pax6) controla o desenvolvimento ocular na maioria das espécies existentes. Uma pesquisa do National Geographic, reportagem escrita por Ed Young, afirma que ambos têm razão. Os olhos mais complexos teriam evoluído de seus precursores mais simples, várias vezes. O cubozoário, como foi dado de exemplo pela reportagem, desenvolveu os seus de forma independente dos moluscos, dos vertebrados e dos artrópodes, mas os olhos de todos surgiram dos mesmos fotorreceptores em comum. 

 Figura 1. Esquema do olho humano.

Disponível em: http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=502

 

 Figura 2. Olho humano.

Disponível em: https://hypescience.com/14-macrofotografias-incriveis-do-olho-humano/

O olho humano se encontra na frente da face, mas não de maneira tão central quanto em falcões ou águias, por exemplo, é constituído por várias estruturas que funcionam em conjunto, dentro e em redor do globo ocular. Tanto o olho humano quanto o das aves de rapina formam uma câmara onde as ondas de luz são captadas. A camada mais externa do olho humano é onde se encontra a córnea e a esclera (uma fibra de colágeno branco que envolve todo o olho e o protege). Depois existe uma camada vascularizada (onde os vasos ajudam a oxigenar o órgão) formada pela íris, o cório, a coroide e o corpo ciliar. E mais internamente no órgão é onde se encontra a retina, além da fóvea única e a parte nervosa.

Além disso, existe o humor aquoso, que se encontra entre a córnea e o cristalino (uma lente situada atrás da pupila e orienta a luz até a retina, sendo essa composta por células nervosas que levam determinada informação para o cérebro) e o humor vítreo que preenche o espaço interno do globo ocular.

 

Figura 3. Esquema do olho de uma águia.

Disponível em: http://falcoeirasbr.wixsite.com/falcoeirasbr/single-post/2017/11/22/Olhos-de-%C3%A1guia

 

Figura 4. Olho de uma águia.

Disponível em: https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/olho-e-a-redutibilidade-de-sua-complexidade

Os olhos das aves de rapina são feitos para caçar de cima a velocidades inigualáveis, o segredo para sua incrível visão está em um olho muito bem projetado, elas possuem uma estrutura interna semelhante as dos humanos, no sentido de que existe uma camada externa como a córnea transparente para a proteção e a esclera (sendo essas duas camadas). Possuem duas câmaras no olho, a de frente é preenchida pelo humor aquoso e a posterior pelo humor vítreo.

 

 

Figura 5. Ângulo de visão de uma ave de rapina.

Disponível em: http://takethemoment.org/?p=152

Fugura 6. Visão humana x visão da águia.

Disponível em: https://www.livescience.com/18658-humans-eagle-vision.html

Nas aves de rapina, as fóveas, áreas na retina super-ricas em receptores de luz que são responsáveis pelo ponto de foco e criam a visão binoculada, são duas, e contam com muito mais receptores do que a fóvea única dos seres humanos (65.000 por milímetro quadrado no Kestrel Americano; 38.000 em humanos). Os olhos se encontram na frente, relativamente ao centro, o que ajuda no foco, mas diminui a visão periférica desses animais.

A maioria das células receptoras está conectada a uma única célula ganglionar que leva ao nervo óptico, o que proporciona uma acuidade de visão maior do que nos seres humanos, no qual as células receptoras estão conectadas aos gânglios em feixes.

Além disso, os olhos destas aves não se encontram banhadas por vasos sanguíneos o que ajuda no aumento da acuidade visual, ao invés disso, possuem o pecten, onde acredita-se ser o que oxigena e leva nutrientes aos globos. William Hodos, um professor emérito da Universidade de Maryland que estudou a acuidade visual das aves desde a década de 1970, diz que a visão de foco delas se deve ao fato de que as imagens são refletidas através da córnea e da lente em um campo muito mais denso (aproximadamente 5 vezes maior) e mais claro de fotossensores do que as retinas humanas, o que aumenta o poder de resolver detalhes finos e o poder de resolução.

 

Figura 7. Estruturas oculares das aves. Cisne (1), Águia, Falcão (2), Coruja (3).

Disponível em: http://takethemoment.org/?p=152 

As aves de rapina dependem de uma visão apurada e precisam muito mais de uma visão que foque do que se preocupar com a visão periférica, assim possuem uma visão binoculada muito melhor que as dos humanos. A águia real, por exemplo, consegue ver uma lebre a mais de 3 km de distância. Elas possuem os olhos mais aguçados do reino animal e mesmo a velocidades de até 300 km por hora, conseguem enxergar e acertar sem erro suas presas, sem contar que seus olhos são enormes para o tamanho do animal, essas aves são 50 kg mais leves que os humanos, mas seus olhos possuem o mesmo peso. Na águia-careca os olhos ocupam mais de 50% do volume craniano, sendo que ela pode ajustar voluntariamente a curvatura da córnea, adaptando seu foco rapidamente.

Figura 8. Posição dos olhos do falcão no crânio.  

Disponível em: http://takethemoment.org/?p=152

Escrito por Maria Eduarda  Santos Matias

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Autor desconhecido. Raptor Vision I: Como os falcões vêem. Publicado em 16 de Março de 2013. Take the moment. Acesso em 19 de novembro de 2018. Disponível em: < http://takethemoment.org/?p=152 >

 

Canal History Channel. Evolução. Cena do episódio Olhos. Retirado do canal Luan Kowalsky. Publicado em 16 de dezembro de 2015. Acesso em 18 de novembro de 2018. Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?time_continue=92&v=5f-3s9m7M8I >

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SOUZA P. As aves de rapina possuem a melhor visão? Postado em 27 de novembro de 2013. Fisiologia animal comparativa e humana. Acesso em 16 de novembro de 2018. Disponível em: < http://psafisiologiaanimalcomparativaehumana.blogspot.com/2013/11/as-aves-de-rapina-possuem-melhor-visao.html >

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POUGH F.; JANIS M.; HAISER J. A vida dos vertebrados. 4ª edição. Atheneu editora São Paulo. 2008

YOUNG, E. Como vemos a luz. National Geographic Portugal. Disponível em: < https://nationalgeographic.sapo.pt/ciencia/grandes-reportagens/603-olhos >

Termorregulação em humanos e anfíbios

Segundo Braz (2005), a temperatura corporal em humanos se mantém constante em aproximadamente 37°C, para que suas funções metabólicas se mantenham conservadas. A temperatura do corpo é regulada por mecanismos de feedback negativo, que operam por meio de centros regulatórios de temperatura, que se localizam no hipotálamo. No hipotálamo anterior é feita a integração das informações aferentes térmicas, enquanto no hipotálamo posterior iniciam-se as respostas efetoras.

Os receptores térmicos sensíveis ao frio e calor, recebem os impulsos termais aferentes, a pele e membranas mucosas também possuem receptores termossensíveis que respondem a sensação mecânica e auxiliam no processo de termorregulação.  Na pele está presente mais receptores para o frio do que para o calor, por este motivo, a detecção periférica de temperaturas frias é mais eficiente se comparado com as mais quentes.

De acordo com Guyton (2006), os mecanismos utilizados na redução da temperatura quando a temperatura corporal está muito elevada são: a vasodilatação dos vasos sanguíneos cutâneos (para a transferência de calor para a pele); sudorese ( quando a temperatura do corpo atinge valores superiores a 37°C, este mecanismo aumenta a taxa de perda de calor evaporativo) e diminuição na produção de calor (inibição de mecanismos que causam excesso de produção de calor). Já os mecanismos de elevação da temperatura quando a temperatura corporal está muito baixa são: vasoconstrição da pele (por estimulação dos centros simpáticos hipotalâmicos); piloereção (ereção dos pelos) e aumento da termogênese (produção de calor por sistemas metabólicos).

Figura 1. Localização do hipotálamo.

Fonte: <http://www.projetomassamagra.com.br/alimentacao/reprogramacao-hipotalamo-conheca-o-tratamento-emagrecedor-que-age-no-cerebro-e-promete-controle-efeito-sanfona/>

A termorregulação em anfíbios

Conforme Bovo (2015), o grupo Lissamphibia (anfíbios) apresenta grandes variações em relação a tolerância térmica, refletindo os diferentes regimes térmicos de seus habitats. São considerados animais ectotérmicos, ou seja, dependem de fontes externas de calor para a regulação da temperatura corpórea (Tc), em contraste com mamíferos por exemplo, onde a produção metabólica de calor é um dos fatores centrais na regulação da temperatura do corpo. Animais endotérmicos tendem a manter a temperatura corporal constante e relativamente alta, já os ectotérmicos sofrem variações significativas de acordo com o ambiente que estão inseridos.

Em termos gerais, a termorregulação em anfíbios ainda se mantém complexa, principalmente pela necessidade de manter a umidade na pele dos animais para realização das trocas gasosas; envolvendo termossensibilidade, a capacidade de coletar informações provenientes do ambiente; a integração das informações coletadas (em algum centro de controle neural), acompanhado da coordenação de respostas eferentes adequadas.

 A regulação da temperatura corporal em anfíbios é mantida por um sistema de mecanismos que o organismo lança para a obtenção das atividades por ele realizadas, seguindo as leis da termodinâmica comuns para que ocorra os processos de troca de calor, como: condução, condução combinada com convecção, radiação e evaporação ou condensação.

A condução pode ser caracterizada pela transferência direta da energia cinética entre as partículas constituintes de dois corpos em contato, ou seja, a troca de calor pode ocorrer entre o animal e o substrato, água. ar, etc.  Outro aspecto importante para a regulação de anfíbios é a evaporação, pois o balanço térmico e as trocas de calor estão intimamente relacionados ao tegumento do animal, que no caso dos anfíbios apresenta grande permeabilidade e possível perda de água por evaporação, onde o calor removido do liquido em contato com a superfície corporal, promove um resfriamento evaporativo fazendo com que a temperatura superficial dos anfíbios esteja abaixo da temperatura ambiente. Ao contrário da evaporação, destaca-se a condensação que é o vapor de água se condensando promovendo ganho de água, que auxiliará no balanço hídrico adequado. No caso da radiação, os anfíbios encontram dificuldade em ganho de temperatura por exposição à luz solar, por conta de sua alta permeabilidade cutânea está sujeito a perda de água, ocasionando desidratação, por isso, apenas algumas espécies utilizam esse mecanismo, ganho de calor e evitar a perda excessiva de seus compostos hídricos. utilizando de suporte de glândulas e alterações fisiológicas para auxiliar o

 

Figura 2. Principais formas de trocas de calor em anfíbios.

Fonte: Bovo (2015)

Pode-se observar que em algum ponto o custo de termorregulação precisa ser minimizado e benefícios maximizados para que não haja prejuízo funcional para o animal. Portanto, a regulação corporal em anfíbios de aumentar e diminuir sua temperatura em determinados ambientes pode trazer custos de energia e tempo, ocasionando a perda algumas vezes de oportunidades de reprodução e busca por alimentos. Porém se equilibrado esses custos, a energia disponível para investimentos pode ser utilizada em outras atividades importantes.

Desta maneira pode-se concluir que as principais diferenças na termorregulação de humanos e anfíbios, se dá pela forma que o calor é produzido e os sistemas envolvidos para a manutenção do mesmo, os mamíferos sendo classificados como endotérmicos, no qual mantêm sua temperatura corporal constante, e os anfíbios que são classificados em ectotérmicos pois a temperatura corporal sofre influência direta em contato com o meio externo, através de trocas pela superfície cutânea. Em humanos observa-se a intensa participação do sistema de controle localizado no hipotálamo (SNC), e em anfíbios além do sistema de controle, grande participação da superfície cutânea para a regulação e trocas gasosas.

Escrito por Letícia Rodrigues Pinheiro

Referências

BRAZ, José Reinaldo Cerqueira. Fisiologia da termorregulação normal. Revista Neurociências, 2005.

BOVO, Rafael Parelli. Fisiologia térmica e balanço hídrico em anfíbios anuros. 2015. 135 f. Tese - (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Rio Claro, 2015. Disponível em: <http://hdl.handle.net/11449/134132>.

GUYTON, Arthur C.; HALL, John E.. Tratado de Fisiologia Médica. 11. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.