André Julião | Agência FAPESP – À primeira vista, ostras, mexilhões e outros moluscos bivalves parecem criaturas simples, que vivem isoladas dentro de suas conchas. No entanto, um novo estudo revelou uma habilidade inesperada nesses animais: mesmo sem possuírem olhos, eles utilizam um rico repertório de proteínas para perceber a luz ao seu redor – uma diversidade química que, em alguns casos, chega a superar a encontrada na visão humana.

Essas moléculas responsáveis pela captação de luz são conhecidas como opsinas. Um artigo publicado na revista Proceedings of the Royal Society B descreve que, enquanto a retina humana utiliza apenas cinco tipos dessas proteínas para conseguir formar imagens, os moluscos totalmente desprovidos de ocelos (estruturas visuais primitivas) chegam a produzir até nove.

Nas espécies de bivalves que contam com ocelos, esse arsenal é ainda mais vasto, variando de 5 a 12 tipos diferentes de opsinas. É graças a essa complexa rede de proteínas que, mesmo sem uma visão definida, esses animais conseguem detectar com precisão as mudanças na intensidade e na direção da luz ambiente.

“Sabíamos que há bivalves sem ocelos que percebem o sombreamento e se fecham nas conchas, como forma de proteção contra predadores. Mas ficamos surpresos com a quantidade de opsinas nessas espécies. Quando há ocelos, então, a diversidade é ainda mais surpreendente. Isso mostra que a fotopercepção dérmica, na pele desses animais, é mais complexa do que se imaginava, com funções ainda não investigadas”, conta Jorge Audino, primeiro autor do estudo, realizado durante pós-doutorado no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP) com bolsa da FAPESP.

Vista ventral de Barbatia candida, espécie que possui ocelos, mas tem menos proteínas de recepção de luz do que algumas espécies sem esses órgãos (foto: Jorge Audino/IB-USP)

Luz na pele

As opsinas são as principais proteínas fotorreceptoras, especializadas na recepção de luz, em todos os animais. No entanto, podem cumprir outras funções além da visão, e por isso estão presentes em outros órgãos. No caso dos humanos, além das opsinas da retina, são expressas pelo menos outras quatro na pele.

Um estudo publicado em 2020 por pesquisadores dos Estados Unidos, por exemplo, lista cicatrização, crescimento do cabelo e envelhecimento gerado pela luz solar entre os processos mediados por opsinas expressas na pele humana.

Em outros animais, opsinas foram detectadas na pele de moscas, peixes, sapos, polvos, ouriços-do-mar e camundongos. As proteínas estavam envolvidas na mudança da cor da pele, detecção de luz e no ciclo circadiano, mecanismo pelo qual os organismos sincronizam o relógio interno com o dia e a noite.

O estudo recém-publicado na revista Proceedings of the Royal Society B analisou 17 espécies de bivalves, englobando todas as cinco ordens desse grupo. Desse total, nove espécies foram coletadas em São Sebastião, no litoral paulista, enquanto três vieram dos Estados Unidos. As cinco espécies restantes foram incluídas na pesquisa por meio de dados disponíveis em bancos públicos, provenientes de estudos anteriores.

Os animais tiveram removidos os ocelos ou a margem do manto, a parte mais externa do corpo dos bivalves, que tem mais contato com a luz. Os tecidos então foram submetidos à técnica de sequenciamento transcriptômico, em que são revelados os genes expressos naquela região.

A investigação recebeu financiamento da FAPESP por meio de projeto coordenado por José Eduardo Marian, professor do IB-USP que também assina o artigo.

Opsinas e visão

Ao analisar o conjunto total de dados e espécies, os pesquisadores notaram que a tendência é que bivalves com ocelos tenham mais opsinas do que os sem ocelos. No entanto, há exceções. Barbatia candida, uma espécie com ocelos, expressa cinco opsinas. Enquanto a ostra-do-pacífico (Magallana gigas), sem ocelos, tem nove.

“Por isso, é importante não subestimar o uso de fotorreceptores por animais sem olhos, uma vez que funções fotodependentes diversas podem estar ocorrendo, como regulação de ciclos biológicos”, explica Audino, que realizou parte do trabalho durante estágio na Iowa State University, nos Estados Unidos.

De modo geral, os bivalves não enxergam, considerando que a visão consiste na construção de uma imagem, como faz grande parte dos mamíferos. A exceção são as vieiras, como a norte-americana Argopecten irradians, presente no trabalho, cujos ocelos geram imagens de baixa resolução.

“Nossos dados mostram que bivalves utilizam um elevado número de opsinas em ocelos, mais do que é expresso no olho humano. Contudo, isso não diz respeito à visão. Significa que o repertório para detectar luz nesses animais é mais amplo e pode indicar complexidade fisiológica, funcional e um conjunto de funções que ainda não conhecemos”, diz.

Quando se trata de formar imagens, a estrutura do órgão em que estão as opsinas desempenha um papel muito importante. No caso da retina humana, as imagens são formadas a partir da regulação da entrada de luz em uma estrutura similar a uma câmara escura.

Nos animais, de modo geral, a produção de imagens depende de uma estrutura morfológica similar. Nos bivalves, apenas os ocelos das vieiras se assemelham a câmaras escuras, ainda assim produzindo imagens de baixa resolução.

“A visão depende das opsinas para que haja detecção de luz. Porém, o conjunto da obra é tão importante quanto. A visão depende de milhares de células fotorreceptoras serem ativadas, a partir de informações luminosas variadas, o que depende da estrutura ocular”, esclarece Audino.

O melhor exemplo, completa o pesquisador, são os polvos e lulas. Esses animais expressam apenas uma opsina visual nos olhos. Sua visão, contudo, é uma das melhores entre os invertebrados e muito melhor do que a de vários vertebrados. Isso acontece por causa da organização morfológica da retina e dos olhos, além do sistema nervoso complexo, usado para o processamento dessas informações.

Mobilidade

Outra surpresa dos pesquisadores se deu na relação entre a quantidade de opsinas e a mobilidade dos bivalves. Há espécies que nadam e mudam de lugar, como as vieiras, e outras que se fixam num ponto e ali permanecem o resto da vida. Existem ainda aquelas que têm uma mobilidade limitada, podendo mudar de lugar em decorrência de alguma ameaça, mas geralmente permanecem fixas em rochas ou esqueletos de corais.

A hipótese dos pesquisadores era de que quanto maior o grau de mobilidade, mais opsinas seriam expressas, supondo que as que se movem precisariam de uma percepção melhor do espaço para se locomover.

No entanto, as análises mostraram que a mobilidade não tem relação com a diversidade de opsinas expressas, com animais fixos podendo ter mais opsinas do que os que se movimentam e vice-versa.

A espécie Arca zebra, por exemplo, que tem uma mobilidade parcial, possui mais opsinas (12) do que os bivalves totalmente móveis Ctenoides ales e Limaria pellucida, que expressam seis cada um.

Audino explica que as razões para o ganho e perda de opsinas ao longo da evolução dos bivalves ainda não são muito claras, embora o surgimento e o desaparecimento dos ocelos pareçam estar relacionados a mudanças entre hábitats com mais ou menos luz.

Em um trabalho publicado em 2020 que analisou 205 espécies, seu grupo concluiu que as linhagens evolutivas tendiam a ganhar ocelos à medida que passavam a viver sobre o sedimento, onde chega alguma luz. As perdas de ocelos ocorreram nos grupos que migraram de ambientes mais iluminados para viver soterrados no substrato e em grandes profundidades.

Além de continuar a estudar como os moluscos bivalves percebem a luz, o objetivo dos pesquisadores, agora, é explorar as bases genéticas de outras formas de interação desses animais com o ambiente, como a percepção química, térmica e mecânica do ambiente.

“Compreender esses mecanismos é a base para começar a entender as consequências da poluição química e luminosa, por exemplo, para esse grupo e pensar em formas de evitar impactos, uma vez que essas espécies têm importantes funções ecológicas e econômicas”, encerra Audino.

O artigo Ocular and extraocular expression of opsins reveals evolutionary trends underlying visual and non-visual functions in bivalves (Pteriomorphia) pode ser lido em: royalsocietypublishing.org/rspb/article/293/2070/20260348/481616/.