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O camarão com 12 receptores de cor confunde tons que você separa

Hanne Thoen treinou camarões louva-a-deus em Queensland e mediu: só distinguiam cores afastadas por 12 a 25 nanômetros.

Camarão louva-a-deus na toca, recife do Indo-Pacífico

Em 2014, Hanne Thoen e a equipe do neurobiólogo Justin Marshall, da Universidade de Queensland, publicaram na revista Science o teste de cor do camarão louva-a-deus Haptosquilla trispinosa. O animal só acertou a cor treinada quando a outra opção estava afastada por 12 a 25 nanômetros (milionésimos de milímetro) de comprimento de onda.

O resultado incomodou porque o bicho carrega no olho doze tipos de fotorreceptor (célula que capta luz) só para cor. O olho humano tem três, os cones do vermelho, do verde e do azul. Durante quase trinta anos, revistas e documentários trataram o camarão como dono da visão mais rica do planeta.

O teste foi montado em aquário. Duas fibras ópticas acendiam lado a lado, cada uma com uma luz de cor pura. Os camarões aprendiam que a cor certa trazia comida e passavam a escolher aquela fibra, atacando a ponta com as patas dianteiras.

Com o treino concluído, a equipe trocou a segunda luz por cores cada vez mais próximas da cor premiada. Quando a diferença caía abaixo de 25 nanômetros na maior parte do espectro, os animais começavam a errar. Na faixa em que se saíram melhor, seguraram o acerto até 12 nanômetros.

Para comparar, o próprio artigo lembra o desempenho humano: uma pessoa separa duas cores afastadas por 1 a 4 nanômetros. Um amarelo-limão e um amarelo-ouro, que você distingue sem esforço numa prateleira de tintas, cairiam para o camarão na mesma gaveta de cor.

A surpresa ganha peso quando se olha o tamanho do investimento. Cada receptor custa células, pigmento e espaço num olho que cabe na cabeça de um alfinete grande. A evolução raramente mantém um aparelho caro sem retorno, e o camarão louva-a-deus mantém doze.

A pergunta virou do avesso. Ninguém mais queria saber quantas cores o camarão enxerga, e sim por que um animal gastaria doze sensores para enxergar pior. A resposta está no jeito como o olho dele lê a luz, e a primeira seção abre esse olho fileira por fileira.

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I  O Mecanismo

Um olho que lê cor como código de barras

O olho do camarão louva-a-deus fica na ponta de um pedúnculo (haste móvel) e gira por conta própria, sem acompanhar o outro. É um olho composto, feito de milhares de omatídeos (unidades que funcionam como pequenos olhos independentes), divididos em três regiões: uma metade de cima, uma de baixo e uma faixa estreita no meio.

A faixa do meio, chamada banda média, tem seis fileiras de omatídeos. Justin Marshall a descreveu em 1988, na revista Nature, quando ainda fazia doutorado. As quatro fileiras de cima guardam os receptores de cor, empilhados em camadas com filtros coloridos que afinam a luz que chega a cada um.

Somando as camadas, são doze canais de cor, do ultravioleta ao vermelho. As duas fileiras restantes leem polarização (a direção em que a onda de luz vibra), um sinal que o olho humano não percebe.

A banda média enxerga só uma fatia fina do mundo, poucos graus de altura. Para montar a cena, o camarão move os olhos para cima e para baixo, varrendo o que está à frente como o leitor do caixa do supermercado passa sobre a embalagem.

Aí entra a explicação de Thoen. Em humanos, a cor sai de uma conta. O cérebro compara quanto cada cone respondeu, num processo chamado oposição de cores (o vermelho medido contra o verde, o azul contra o amarelo). Com três sensores sobrepostos, a comparação fina separa tons a poucos nanômetros de distância.

O camarão parece pular a conta. Cada um dos doze receptores responde a uma faixa estreita, e a cor seria identificada pelo receptor que dispara mais forte, sem pesar um contra o outro.

A equipe batizou a proposta no título do artigo: A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp (uma forma diferente de visão de cor no camarão louva-a-deus).

O preço do atalho aparece no teste. Duas cores que caem no território de um único receptor parecem iguais. Só quando a diferença empurra a luz para o canal vizinho o animal nota a troca, e a largura de cada canal explica os 12 a 25 nanômetros medidos.

O que ainda não se sabe é como o cérebro do camarão lê os doze sinais. A hipótese do código de barras se apoia no comportamento e na anatomia do olho. Até a publicação de 2014, ninguém tinha registrado os neurônios fazendo a leitura receptor por receptor, e a equipe tratou a proposta como hipótese no próprio artigo.

II  Por que Importa

Doze sensores trocam o tom exato pela pressa

O camarão louva-a-deus é um estomatópode (ordem de crustáceos marinhos, parentes distantes de lagostas e caranguejos) e vive em tocas nos recifes rasos. Caça com um par de patas dobradas que dispara contra a presa.

Em 2004, a bióloga Sheila Patek, então na Universidade da Califórnia em Berkeley, filmou a espécie Odontodactylus scyllarus em alta velocidade e publicou na Nature: o golpe chega a 23 metros por segundo. A pancada racha conchas de caramujo e cria cavitação (bolhas de vapor que estouram e batem uma segunda vez).

Um caçador que ataca em milésimos de segundo não pode esperar o cérebro fazer contas. A interpretação de Thoen liga as duas pontas: reconhecer a cor direto no olho economiza processamento e ganha tempo. Uma presa amarela, um rival de antenas coloridas ou um coral vermelho seriam identificados na hora, mesmo sem nuance de tom.

A quantidade de receptores, sozinha, não garante visão fina. Em 2008, a equipe de Kentaro Arikawa, da Universidade Sokendai, no Japão, publicou na Proceedings of the Royal Society B que a borboleta Papilio xuthus, com oito variedades de receptor de cor, separa tons afastados por 1 a 2 nanômetros. A borboleta compara os sinais; o camarão, pelo que indica o teste de Thoen, não compara.

O olho rende também tecnologia. Em 2008, Tsyr-Huei Chiou e colegas, da Universidade de Maryland em Baltimore, mostraram na Current Biology que o camarão enxerga polarização circular (luz cuja vibração gira em espiral), o primeiro animal descrito com essa capacidade.

O engenheiro Viktor Gruev, então na Universidade Washington em St. Louis, usou o desenho da banda média para construir câmeras que captam cor e polarização no mesmo sensor. Em testes de laboratório, o equipamento ajudou a distinguir tecido com câncer de tecido sadio, que devolvem a luz polarizada de formas diferentes.

Para quem lê, sobra uma lição sobre medir. Contar receptores parecia resposta suficiente, e por anos a contagem foi tratada como prova de visão superior. Bastou um teste de comportamento para mostrar que o número de sensores diz pouco sobre o que o animal percebe.

A lição vale para gente também. Uma câmera de celular com mais megapixels não fotografa melhor se o processamento for fraco, e um olho com doze canais não vê mais tons se não compara o que recebe.

III  A Fonte

O artigo de 2014 e a retina de 1989

O artigo saiu na Science em 24 de janeiro de 2014, volume 343, com o título A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp. Assinam Hanne H. Thoen, Martin J. How, Tsyr-Huei Chiou e Justin Marshall, todos ligados à Universidade de Queensland, na Austrália.

O trabalho passou por revisão de pares e seguiu um desenho clássico de psicofísica (área que mede a relação entre um estímulo físico e o que o animal percebe): treinar com recompensa e depois testar a escolha diante de cores parecidas.

A base anatômica veio antes. Em 1988, Marshall publicou na Nature a descrição da banda média e dos filtros coloridos empilhados. Em 1989, ele e Thomas Cronin, da Universidade de Maryland em Baltimore, publicaram na Nature a descrição de uma retina com pelo menos dez tipos de fotorreceptor de cor. Medições posteriores da dupla fecharam a conta em doze.

Foi a lacuna entre as duas etapas que alimentou a fama exagerada. Por 25 anos, a contagem de receptores circulou sem um teste de comportamento ao lado, e a conclusão de que o camarão via cores inimagináveis nasceu da anatomia sozinha.

O artigo de 2014 também tem limites que convém dizer. O teste usou luzes de uma só onda, diferentes das cores misturadas que o recife oferece, e mediu uma espécie só, numa ordem com centenas de espécies.

A hipótese do código de barras segue aberta. O comportamento confirma a discriminação fraca, mas o circuito nervoso que faria a leitura direta ainda não foi registrado em nenhuma espécie de camarão louva-a-deus.

O caminho foi de uma contagem de células ao microscópio a um aquário com duas fibras acesas, e foi a segunda etapa que desfez a lenda.

“Quantas das cores que você nomeia todo dia existem só porque o seu cérebro compara três sinais?”

12 a 25 nanômetros. Foi a distância mínima entre duas cores para o camarão louva-a-deus acertar a escolha (Thoen e colegas, Science, 2014).

Continue curioso. Mirabile dictu.

CIÊNCIA BIZARRA

Parece mentira. Mas é real e está provado