Fotorrecepção de invertebrados

Alana MachadoJuliana GiacominiMarcos Trindade

Fotorrecepção

É a capacidade de detectar comprimentos de onda do espectro eletromagnético do infravermelho até ultravioleta

(http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfExkAB/cap-6-sistemas-sensoriais#)

Fotorreceptores

São receptores sensoriais responsáveis pela captação de ondas do campo eletromagnético

São dividido em dois tipos:

http://www.sedis.ufrn.br/bibliotecadigital/pdf/biologia/Per_Sen_Ser_Viv_LIVRO_WEB.pdf

Fotorreceptores Ciliados

Fotorreceptores Rabdoméricos

Fotorreceptor Ciliado

Possuem um único cílio que emerge da célula Este cílio apresenta uma membrana altamente

dobrada que forma lamelas onde se encontram os fotopigmentos

http://cienciaxreligiao.blogspot.com.br/2012_11_08_archive.html

Fotorreceptor Rabdomérico

A superfície apical da célula contém os fotopigmentos e apresentam muitas expansões chamadas de microvilosidades

http://dc303.4shared.com/doc/YcSBLiRf/preview.html

Fotopigmentos

São pigmentos (cromóforos) instáveis que sofrem transformação química quando absorvem luz, desencadeando uma transdução de sinal

O cromóforo é derivado da vitamina A, como o retinal, e são associados a uma proteína fotorreceptora especifica da família opsina, que são receptores acoplados a proteína G que se ligam ao cromóforo

Exemplo de fotopigmentos (que se diferem pela captação de diferentes frações do espectro): rodopsina, melanopsina, pinopsina, opsina, entre outras.

Fototransdução

É a transformação da energia luminosa em sinais elétricos biologicamente reconhecíveis

Ocelos X Olhos

Ocelo: são células individuais ou regiões de uma célula que possuem fotopigmentos. Detectam a intensidade e direção da luz mas não percebem imagens

Olhos: são órgãos complexos compostos por grupos de células especializadas em diferentes funções. Podem fornecer informações como direção da luz, contraste entre claro e escuro, e foco de imagens

Tipos de olhos

Olho em lamina plana (ocelo): possuem uma camada de células fotorreceptoras que formam uma retina primitiva revestida por epitélio de células pigmentadas.

Fornecem sentido da direção da luz e contraste entre claro e escuro

Ocelos

Protozoários: apresentam fotopigmentos ou estruturas que percebem a presença ou ausência de luz e sua intensidade

Ocelos

Platelmintos: planárias aquáticas possuem ocelos ou fossos ciliares nas planarias mas basais

Já os platelmintos terrestres não possuem ocelos tão desenvolvidos quanto os aquáticos pois são fossoriais

Ocelos

Alguns nematoides aquáticos de vida livre apresentam ocelos

• Entre os anelídeos, quando presentes, funcionam apenas para a determinação da intensidade e fonte de luz

• Alguns anelídeos da classe Hirudinea podem apresentar até 8 ocelos que fazem somente a percepção de dia e noite

Ocelos

Nas medusas, as células fotorreceptoras são muito rudimentares e são cílios modificados com ocelos na borda da umbrela. Elas apresentam fototropismo negativo que usam como mecanismo de defesa

Ocelos

• O molusco gastrópoda Patella vulgata possui uma região de células simples pigmentadas que atua como seus olhos primários

Tipos de olhos

Olho em forma de cálice: a camada retinal é dobrada formando uma estrutura estreita chamada pinhole, que faz com que a luz incida somente em um ponto da retina

Podem formar imagens com baixa resolução e nitidez

Olho em forma de cálice

Cefalópode Nautilus sp

•Seu olho apresenta basicamente a mesma forma que o humano mas não tem cristalino e a pupila é apenas um orifício que admite a água do mar no interior oco do olho

Tipos de olhos

Olhos vesiculares: semelhante ao olho em forma de cálice porém possui uma lente convergente na abertura pinhole, onde permite focar mais precisamente os raios luminosos em um único ponto da retina

Olhos vesiculares

A medusa Tripedalia cystophora é a única que possue olhos com lentes semelhantes aos dos Cefalópodes e dos Vertebrados

Elas possuem dois tipos de olhos com lentes, o superior e o inferior, com sensibilidades semelhantes para a luz azul-verde. Esta semelhança resulta provavelmente da presença de um único tipo de fotorreceptor contendo uma Opsina simples

Olhos vesiculares

Na carapaça do Acanthopleura granulata estão incrustados centenas de ocelos microscópicos, cada um deles com uma camada de pigmentos, retina e lente

Olhos vesiculares

• O olho da lula e do polvo é muito semelhante ao dos vertebrados

Tipos de olhos

Olhos convexos (compostos): são formados por fotorreceptores que se irradiam para fora da base formando uma superfície convexa para entrada da luz

Olhos compostos

• Estão presentes em muitos artrópodes como os insetos e crustáceos

• Cada olho é formado por pequenas unidades repetidas, os omatídios, que estão dispostos radialmente

• Fornecem impulsos através do nervo óptico que o transporta para o cérebro, onde se forma uma imagem única do mundo exterior a partir das imagens parciais fornecidas por cada omatídio

• O olho composto não tem uma lente central ou retina. A imagem apresenta uma má resolução embora consiga detectar movimentos rápidos e também a polaridade da luz

Olhos compostos

Olhos compostos

Cada omatídio divide-se em duas partes principais:

- sistema óptico com duas lente: na superfície exibe uma lente hexagonal (faceta), sob a qual há uma lente cônica (cone cristalino);

- rabdoma, uma estrutura radial bastante complexa semelhante à secção transversal de uma laranja, rodeado de várias células fotossensíveis

 O olho composto pode formar as imagens de duas maneiras:

- nos olhos de aposição, cada omatídio é uma unidade independente que vê um ponto do ambiente exterior

- nos olhos de sobreposição, os omatídios não atuam independentemente mas em conjunto para formar uma fração da imagem total no fundo do olho 

• os insetos diurnos têm olhos de aposição e os noturnos e animais de águas profundas de sobreposição, "multiplicando" assim a pouca luz existente.

Olhos compostos

(A) Olho Composto de Aposição (B) Olho Composto de Sobreposição

Olho de aposição

• As libélulas possuem dois olhos com cerca de 30 000 omatídios em cada um

• a luz entra num único omatídio produzindo um ponto da imagem que será transmitido ao cérebro pelo nervo óptico. O cérebro faz a aposição de todos esses pontos e forma a imagem

• cada imagem é formada num único fotorreceptor a partir de grupos de 7 omatídios, como nas moscas

Olho de sobreposição

Olho de sobreposição

• Camarões e lagostas utilizam um outro tipo de olho de sobreposição por causa do índice de refração da água

• A solução veio pela via da sobreposição de reflexão, uma espécie de “sala de espelhos” que multiplica a luz

Dioptromysis paucispinosa

Referência Bibliográfica

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfExkAB/cap-6-sistemas-sensoriais#

http://www.sedis.ufrn.br/bibliotecadigital/pdf/biologia/Per_Sen_Ser_Viv_LIVRO_WEB.pdf

http://www.joaodefreitaspereira.net.br/evolucao-do-olho.htm

http://ventosdouniverso.blogspot.com.br/2011/10/historia-da-luz-olho.html

http://ventosdouniverso.blogspot.com.br/2011/12/olho.html

Referência das imagens

http://www.grupoescolar.com/pesquisa/invertebrados.html

http://cienciaxreligiao.blogspot.com.br/2012_11_08_archive.html

http://dc303.4shared.com/doc/YcSBLiRf/preview.html

http://www.flickriver.com/photos/tags/patellidae/interesting/