Pigmentos do camarão-mantis reagem à luz vermelha, em laboratório

No interior do olho de um camarão-mantis, cerca de 30 pigmentos visuais trabalham em conjunto, contra três no ser humano. Durante décadas, ecologistas e biólogos perguntaram-se porque é que este crustáceo precisa de tantos. Uma equipa da Universidade de Liège (ULiège) e da Universidade Humboldt de Berlim desmontou-os agora um a um e constatou que alguns respondem à luz vermelha, uma parte do espetro que muito poucos animais conseguem perceber. Os resultados foram publicados na Science Advances.

A visão começa com as opsinas, proteínas que captam a luz. Associadas ao retinal, uma pequena molécula derivada da vitamina A, formam os pigmentos visuais da retina. No ser humano, um pigmento que absorve um fotão perde o seu retinal e tem de se regenerar antes de voltar a funcionar, razão pela qual uma lâmpada forte deixa durante algum tempo manchas no nosso campo de visão. Quatro dos pigmentos do camarão-mantis são diferentes. São biestáveis: um segundo fotão restitui o retinal, pelo que o pigmento pode alternar entre dois estados estáveis só com a luz. Dois são ativados pela luz vermelha e desativados pela luz azul. Os outros dois funcionam ao contrário: ativados pela azul e desativados pela laranja.

Medi-los foi a parte difícil. Marjorie Liénard, investigadora do GIGA–ULiège, desenvolveu uma plataforma de expressão in vitro que produz estas proteínas fora do animal. A equipa associou-a à competência em eletrofisiologia do laboratório de Peter Hegemann, na Universidade Humboldt. Das 17 opsinas da faixa mediana, 12 são pigmentos verdes habituais, semelhantes aos nossos, três são infravermelhos e duas são biestáveis azul-laranja. « Esta é a primeira vez que se descrevem estes pigmentos num animal que utiliza o mesmo cromóforo que o ser humano », explica Liénard. Associada aos filtros coloridos do olho, a sensibilidade atinge 687 nanómetros.

A equipa sugere que o camarão muda a sua combinação de pigmentos conforme a luz ambiente. Liénard compara-o a uns óculos de sol de dia e a uma lanterna ao crepúsculo: com luz intensa, os pigmentos ultravioleta, azul e verde saturam, e as opsinas vermelhas continuam a funcionar, enquanto ao amanhecer e ao entardecer o animal se apoia nas opsinas verdes e nas azuis biestáveis. Como é que usa isto para encontrar presas, evitar predadores ou defender o seu território ainda não está confirmado, e exigiria experiências comportamentais, difíceis de realizar com estes predadores robustos.

A perspetiva mais concreta é a optogenética, uma técnica que controla a atividade celular com luz. Ao contrário das canalrodopsinas da alga Chlamydomonas reinhardtii, estas opsinas pertencem aos recetores acoplados a proteínas G, que desencadeiam cascatas de sinalização no interior das células. Esta família está implicada em doenças cardiovasculares, neurológicas e inflamatórias. A luz vermelha penetra mais profundamente nos tecidos e prejudica menos as células do que a luz azul ou ultravioleta, pelo que um interruptor que a vermelha liga e a azul desliga poderia, em princípio, modular essas vias com precisão e de forma reversível. Nada disto foi ainda desenvolvido. A equipa quer agora tornar a sinalização mais seletiva, procurar proteínas semelhantes em espécies próximas e perceber o que faz com que algumas sejam biestáveis. Não avança qualquer data. « A natureza ainda esconde muitas inovações », afirma Liénard, « que só podem ser descobertas através » deste tipo de abordagem.