Evolução do olho
A evolução do olho é um exemplo de um órgão homólogo presente em uma grande variedade de taxas.
Alguns componentes do olho, como os pigmentos visuais, parecem ter uma ancestralidade comum - ou seja, eles evoluíram uma vez, antes dos animais irradiarem.
Entretanto, olhos complexos e formadores de imagem evoluíram cerca de 50 a 100 vezes - usando muitas das mesmas proteínas e kits de ferramentas genéticas em sua construção.
Os olhos complexos parecem ter evoluído pela primeira vez em poucos milhões de anos, na rápida explosão da evolução conhecida como a explosão câmbrica. Não há evidência de olhos diante do Cambriano, mas uma ampla gama de diversidade é evidente no xisto Burgess Cambriano Médio.
Os olhos mostram uma ampla gama de adaptações para atender às exigências dos organismos que os suportam. Os olhos podem variar em sua acuidade, a gama de comprimentos de onda que podem detectar, sua sensibilidade em baixos níveis de luz, sua capacidade de detectar movimento ou resolver objetos, e se podem discriminar cores.
Principais estágios na evolução dos olhos.
O olho de um molusco: a concha rainha.
Uma aranha saltadora. As aranhas têm uma série de olhos.
Este louva-a-deus tem olhos camuflados
Os caramujos terrestres geralmente têm dois conjuntos de tentáculos na cabeça: o par superior tem um olho na extremidade; o par inferior é para olfato.
Taxa de evolução
Os primeiros fósseis de olhos apareceram durante o período do baixo Cambriano, cerca de 540 milhões de anos atrás. Neste período, houve uma explosão de evolução aparentemente rápida, chamada de "explosão câmbrica". Um biólogo afirma que a evolução dos olhos iniciou uma corrida armamentista que levou a uma rápida onda de evolução.
Antes disso, os organismos podem ter sido utilizados para sensibilidade à luz, mas não para movimento rápido e navegação por visão.
É difícil estimar a taxa de evolução dos olhos. A modelagem simples, supondo pequenas mutações expostas à seleção natural, mostra que um órgão do sentido óptico primitivo baseado em foto-pigmentos eficientes poderia evoluir para um olho complexo semelhante ao humano em cerca de 400.000 anos.
Estágios iniciais da evolução dos olhos
Os primeiros sensores de luz foram as proteínas fotorreceptoras. Eles são pontos oculares, encontrados em protistas. Os pontos oculares só conseguem distinguir a luz da escuridão. Isto é suficiente para o fotoperíodo e a sincronização diária dos ritmos circadianos. Eles não podem distinguir formas ou determinar a direção de onde a luz está vindo.
Pontos oculares são encontrados em quase todos os principais grupos de animais. O olho do Euglena, chamado de estigma, está na frente. Seu pigmento vermelho sombreia uma coleção de cristais sensíveis à luz. Juntamente com o flagelo principal, o olho permite que o organismo se mova em resposta à luz para auxiliar na fotossíntese, e para prever dia e noite, a função principal dos ritmos circadianos.
Os pigmentos visuais estão localizados nos cérebros de organismos mais complexos, e pensa-se que têm um papel na sincronização da desova com os ciclos lunares. Ao detectar as mudanças sutis na iluminação noturna, os organismos poderiam sincronizar a liberação de espermatozóides e óvulos para maximizar a probabilidade de fertilização.
A própria visão se baseia em uma bioquímica básica que é comum a todos os olhos. A forma como este conjunto de ferramentas bioquímicas é usado para interpretar o ambiente de um organismo varia muito. Os olhos têm uma ampla gama de estruturas e formas, todas as quais evoluíram bastante tarde em relação às proteínas e moléculas subjacentes.
A nível celular, parece haver dois "desenhos" principais de olhos, um possuído pelos protostomos (moluscos, vermes anelídeos e artrópodes), o outro pelos deuterostomos (cordas e equinodermos).
O estigma (2) da euglena esconde um ponto sensível à luz.
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Perguntas e Respostas
P: O que é um exemplo de órgão homólogo?
R: A evolução do olho é um exemplo de um órgão homólogo que muitos animais têm.
P: O que faz a opsina?
R: Opsins controla a conversão de fótons em sinais elétricos.
P: Quando é que os olhos complexos evoluíram?
R: Os olhos complexos parecem ter evoluído pela primeira vez em alguns milhões de anos, na rápida explosão da evolução conhecida como a explosão cambojana.
P: Há evidência de olhos antes do período Cambriano?
R: Não há evidência de olhos antes do Cambriano, mas muitos olhos podem ser vistos em fósseis do xisto Burgess do Camboja Médio.
P: Como variam os olhos entre os organismos?
R: Os olhos variam em sua acuidade (precisão da visão), sua sensibilidade em baixos níveis de luz, e sua capacidade de detectar movimento ou identificar objetos. Sua sensibilidade ao comprimento de onda decide se eles podem ver em cores, e que cores podem ver.
P: Qual é o papel do melanopsin?
R: A melanopsina, uma opsina encontrada em retinas de mamíferos, está envolvida em ritmos circadianos e reflexos pupilares, mas não na visão.
P: Que acontecimento marca quando olhos complexos começaram a evoluir?
R: Olhos complexos começaram a evoluir durante a rápida explosão da evolução conhecida como a explosão cambojana.
