Libélulas podem ver uma cor que os humanos não conseguem e isso pode transformar a medicina.
Diferentes espécies às vezes alcançam a mesma solução biológica por conta própria, um fenômeno conhecido como evolução paralela. Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Osaka (OMU) descobriram que as libélulas detectam a luz vermelha de uma maneira que se assemelha à forma como os mamíferos, incluindo os seres humanos, fazem. Como muitas tecnologias médicas dependem da luz vermelha, essa descoberta pode ter implicações além da biologia dos insetos.
A visão humana depende de proteínas nos olhos chamadas opsinas. Essas proteínas nos permitem perceber diferentes cores. Temos três tipos principais, cada um sintonizado com comprimentos de onda azul, verde ou vermelho, que juntos possibilitam a visão em cores completas.
As libélulas se destacam entre os insetos pela sua capacidade de detectar luz vermelha. Uma equipe de pesquisa liderada pelos Professores Mitsumasa Koyanagi e Akihisa Terakita na Escola de Pós-Graduação em Ciências da OMU identificou uma opsina específica nas libélulas que responde à luz em torno de 720 nm. Esse comprimento de onda está além do vermelho mais profundo que os humanos normalmente podem ver.
“Este é um dos pigmentos visuais mais sensíveis ao vermelho já encontrados,” disse o Professor Terakita. “As libélulas provavelmente conseguem enxergar bem além da luz vermelha do que a maioria dos insetos.”
A Importância da Visão em Vermelho Profundo para as Libélulas
Os cientistas sugeriram que essa sensibilidade aumentada ajuda as libélulas a encontrar parceiros. Para explorar essa ideia, examinaram a refletância, que se refere à quantidade de luz que uma superfície reflete. Nas libélulas, a luz refletida desempenha um papel fundamental em como os indivíduos se percebem.
As medidas revelaram diferenças claras entre machos e fêmeas em como eles refletem luz vermelha até o infravermelho próximo. Isso sugere que os machos podem depender dessas sutis pistas visuais para identificar rapidamente as fêmeas durante o voo.
Uma Surpreendente Demonstração de Evolução Paralela
“Surpreendentemente, o mecanismo pelo qual a opsina vermelha da libélula detecta luz vermelha é idêntico ao da opsina vermelha em mamíferos, incluindo os humanos. Este é um resultado inesperado, sugerindo que o mesmo processo evolutivo ocorreu de forma independente em linhagens distantes,” disse Ryu Sato, autor principal e estudante de pós-graduação.
Embora insetos e mamíferos sejam parentes muito distantes, ambos parecem ter chegado à mesma estratégia molecular para perceber a luz vermelha.
Aplicando a Visão da Libélula na Medicina
A equipe também revelou um detalhe crucial que pode tornar essa descoberta útil em tecnologia e medicina. Identificaram uma única posição na proteína opsina que determina como ela responde à luz. Ao modificar essa posição, conseguiram deslocar a sensibilidade da proteína para comprimentos de onda mais longos, aproximando-a do espectro infravermelho.
Depois, projetaram uma versão da proteína que reage a comprimentos de onda ainda mais longos e demonstraram que células contendo essa opsina modificada podem ser ativadas pela luz infravermelha próxima.
Possíveis Aplicações em Optogenética
Este trabalho pode ser especialmente valioso no campo da optogenética, que utiliza proteínas sensíveis à luz para controlar e estudar células em tecido vivo. Como comprimentos de onda mais longos podem penetrar mais profundamente no corpo, uma proteína que responde à luz infravermelha próxima poderia permitir que os pesquisadores alcançassem células que seriam difíceis de acessar de outra forma.
“Neste estudo, conseguimos deslocar a sensibilidade de uma opsina modificada de infravermelho próximo das libélulas Gomphidae ainda mais para comprimentos de onda mais longos e confirmamos que a opsina modificada pode induzir respostas celulares em resposta à luz infravermelha próxima,” afirmou o Professor Koyanagi. “Essas descobertas demonstram esta opsina como uma ferramenta optogenética promissora capaz de detectar luz mesmo nas profundezas de organismos vivos.”
O estudo foi publicado na Coleção de Ciências Moleculares e Celulares.
