A Fascinante evolução do olho

http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/ 

Cientistas já têm uma visão clara de como surgiram nossos olhos tão complexos

por Trevor D. Lamb  

O olho humano é um órgão extremamente complexo; atua como uma câmera, coletando, focando luz e convertendo a luz em um sinal elétrico traduzido em imagens pelo cérebro. Mas, em vez de um filme fotográfico, o que existe aqui é uma retina altamente especializada que detecta e processa os sinais usando dezenas de tipos de neurônios. O olho humano é tão complexo que sua origem provoca discussão entre criacionistas e defensores do desenho inteligente, que o têm como exemplo básico do que chamam de complexidade irredutível: um sistema que não funciona na ausência de quaisquer de seus componentes e, portanto, não poderia ter evoluído naturalmente de uma forma mais primitiva. Mesmo Charles Darwin admitiu em A origem das espécies, de 1859 – que detalha a teoria da evolução pela seleção natural –, que pode parecer absurdo pensar que a estrutura ocular se desenvolveu por seleção natural. No entanto, apesar da falta de evidências de formas intermediárias naquele momento, Darwin acreditava que o olho evoluíra dessa maneira.

Não foi fácil encontrar uma evidência direta para essa teoria. Embora pesquisadores que estudam a evolução do esqueleto possam documentar facilmente a metamorfose em registros fósseis, estruturas de tecidos moles raramente fossilizam. E mesmo quando isso ocorre, os fósseis não preservam detalhes suficientes para determinar como as estruturas evoluíram. Ainda assim, recentemente biólogos fizeram avanços significativos no estudo da origem do olho, observando a formação em embriões em desenvolvimento e comparando a estrutura e os genes de várias espécies para determinar quando surgem os caracteres essenciais. Os resultados indicam que o tipo de olho comum entre os vertebrados se formou há menos de 100 milhões de anos, evoluindo de um simples sensor de luz para ritmos circadianos e sazonais, há cerca de 600 milhões de anos, até chegar ao órgão sofisticado de hoje, em termos ópticos e neurológicos, há 500 milhões de anos. Mais de 150 anos após Darwin ter publicado sua teoria revolucionária, essas descobertas sepultam a tese da complexidade irredutível e apoiam a teoria da evolução. Explicam ainda porque o olho, longe de ser uma peça de maquinaria criada à perfeição, exibe falhas evidentes – “cicatrizes” da evolução. A seleção natural não leva à perfeição; ela lida com o material disponível, às vezes, com efeitos estranhos.

Para entender a origem do olho humano é preciso conhecer eventos ocorridos há muito tempo. Nós, seres humanos, temos uma linha ininterrupta de ancestrais que remonta a quase 4 bilhões de anos até o início da vida na Terra. Cerca de 1 bilhão de anos atrás, animais multicelulares simples se separaram em dois grupos: um com estrutura de simetria radial (parte superior e inferior, mas não anterior e posterior), e outro de simetria bilateral, com os lados direito e esquerdo espelhando imagens do outro lado, terminando em uma cabeça. Após cerca de 600 milhões de anos, os bilaterais se dividiram em dois grupos importantes: um deu origem à grande maioria dos animais sem coluna vertebral, os invertebrados; e outro, cujos descendentes incluem nossa própria linhagem de vertebrados. Logo após essas duas linhagens se separarem, ocorreu uma incrível diversidade de estruturas animais: a explosão cambriana que deixou sua famosa marca nos registros fósseis de 540 a 490 milhões de anos atrás. Essa explosão evolutiva lançou a base para a origem de nossos tão complexos olhos.

COMPOSTO VERSUS CÂMERA
o registro fóssil revela que durante a explosão cambriana surgiram basicamente dois tipos diferentes de olhos. O primeiro parece ter sido composto da versão observada atualmente em quase todos artrópodes (insetos, crustáceos e aracnídeos). Nesse tipo de olho, uma série de unidades idênticas de geração de imagens – cada uma constitui uma lente ou um refletor – irradia luz para alguns elementos sensíveis a ela, denominados fotorreceptores. Os olhos compostos são muito eficazes para animais de pequeno porte, pois oferecem um amplo ângulo de visão e resolução espacial moderada em volume pequeno. No Cambriano, essa acuidade visual pode ter dado aos trilobitas e a outros artrópodes primitivos uma vantagem de sobrevivência sobre seus contemporâneos. No entanto, olhos compostos são impraticáveis em animais maiores, pois o olho teria de ser enorme para proporcionar visão em alta resolução. Assim, com o aumento do tamanho do corpo, também aumentaram as pressões seletivas favorecendo a evolução do olho tipo câmera.