A visão humana depende de proteínas nos olhos chamadas opsinas. Essas proteínas nos permitem perceber diferentes cores. Temos três tipos principais, cada uma sintonizada para comprimentos de onda azul, verde ou vermelho, que juntas nos possibilitam a visão em cores.

As libélulas se destacam entre os insetos por sua capacidade de detectar luz vermelha. Uma equipe de pesquisa liderada pelos professores Mitsumasa Koyanagi e Akihisa Terakita na Escola de 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 conseguem ver normalmente.

“Esse é um dos pigmentos visuais mais sensíveis ao vermelho já encontrados,” disse o professor Terakita. “As libélulas provavelmente conseguem perceber mais profundamente a luz vermelha do que a maioria dos insetos.”

Por que a Visão em Vermelho Profundo é Importante para as Libélulas

Os cientistas sugeriram que essa sensibilidade elevada auxilia as libélulas a encontrar parceiros. Para investigar essa ideia, eles examinaram a refletância, que se refere à quantidade de luz que uma superfície reflete. Na dinâmica das libélulas, a luz refletida desempenha um papel crucial na aparência que os indivíduos têm uns para os outros.

As medições revelaram diferenças claras entre machos e fêmeas em como eles refletem luz vermelha e perto do infravermelho. Isso sugere que os machos podem depender dessas sutis pistas visuais para identificar rapidamente as fêmeas enquanto voam.

Uma Surpreendente Manifestação de Evolução Paralela

“Surpreendentemente, o mecanismo pelo qual a opsina vermelha das libélulas detecta luz vermelha é idêntico ao da opsina vermelha nos mamíferos, incluindo os humanos. Esse é um resultado inesperado, sugerindo que o mesmo processo evolutivo ocorreu de forma independente em linhagens distantes,” afirmou o autor principal Ryu Sato, estudante de pós-graduação.

Apesar de insetos e mamíferos serem parentes muito distantes, ambos parecem ter chegado à mesma estratégia molecular para perceber luz vermelha.

Engenharia da Visão das Libélulas para Uso Médico

A equipe também descobriu um detalhe essencial que pode tornar essa descoberta útil em tecnologia e medicina. Eles identificaram uma única posição na proteína opsina que determina como ela responde à luz. Ao modificar essa posição, conseguiram deslocar a sensibilidade da proteína ainda mais em direção a comprimentos de onda mais longos, aproximando-a da faixa do infravermelho.

Em seguida, engenharia uma versão da proteína que reage a comprimentos de onda ainda mais longos e demonstraram que células contendo essa opsina modificada podem ser ativadas por luz perto do infravermelho.

Aplicações Potenciais em Optogenética

Esse trabalho pode ser especialmente valioso na optogenética, um campo que utiliza proteínas sensíveis à luz para controlar e estudar células em tecidos vivos. Como comprimentos de onda mais longos de luz podem penetrar mais profundamente no corpo, uma proteína que responde à luz infravermelha próxima poderia permitir que pesquisadores alcançassem células que são, de outra forma, difíceis de acessar.

“Neste estudo, conseguimos deslocar a sensibilidade de uma opsina modificada perto do infravermelho das libélulas Gomphidae ainda mais em direção a comprimentos de onda mais longos e confirmamos que a opsina modificada pode induzir respostas celulares em reação à luz perto do infravermelho,” disse o professor Koyanagi. “Esses achados demonstram essa opsina como uma ferramenta optogenética promissora capaz de detectar luz mesmo nas profundezas de organismos vivos.”

O estudo foi publicado na Cellular and Molecular Life Sciences.