É comum associar olhos complexos a mamíferos, aves ou talvez lulas. No entanto, vermes anelídeos marinhos como o bristleworm Platynereis dumerilii possuem olhos com um design semelhante a câmeras, parecido com os dos vertebrados e cefalópodes, e algumas espécies conseguem ver com uma surpreendente clareza. Cientistas sempre se perguntaram como esses olhos invertebrados continuam a crescer durante a fase adulta. Uma equipe colaborativa da Universidade de Viena, do Instituto Alfred Wegener em Bremerhaven e da Universidade de Oldenburg se dedicou a investigar essa questão, revelando descobertas que desafiam as suposições tradicionais.

Evolução Paralela e Zonas de Crescimento Ocultas

Olhos do tipo câmera, tanto em vertebrados quanto em invertebrados, são exemplos clássicos de evolução paralela, surgindo de forma independente como soluções comparáveis para necessidades biológicas semelhantes. Para compreender como esses olhos continuam a se desenvolver após a maturidade, os pesquisadores examinaram os olhos adultos de Platynereis, um organismo modelo amplamente utilizado para estudar fotorreceptores e a evolução do cérebro.

Através de sequenciamento de RNA em célula única, a primeira autora, Nadja Milivojev, do Departamento de Neurociências e Biologia do Desenvolvimento da Universidade de Viena, identificou assinaturas moleculares associadas a células-tronco e mapeou sua localização e comportamento na retina do verme. Seu trabalho revelou uma região distinta ao longo da borda da retina que está densamente preenchida com células-tronco neurais em divisão sempre que o olho adulto está se expandindo. “Foi impressionante encontrar células em divisão na borda da retina do verme — o mesmo local onde alguns grupos de vertebrados mantêm suas células-tronco retinais para o crescimento ocular durante toda a vida,” comenta Milivojev.

Essa área, conhecida como “zona marginal ciliar”, é considerada responsável pelo crescimento contínuo dos olhos, um padrão agora também observado na retina do bristleworm. O autor sênior, Florian Raible, da Universidade de Viena, observa que, em vertebrados como peixes e anfíbios, essa região gera novos neurônios retinais enquanto o organismo continua a crescer. Ele explica: “Notavelmente, o trabalho de Nadja demonstrou que os olhos do bristleworm também podem adicionar novas células fotorreceptoras e expandir seu tamanho — uma característica que não foi bem estudada fora da linhagem dos vertebrados.”

Mecanismos Responsivos à Luz no Desenvolvimento Ocular

A equipe também descobriu que a luz no ambiente dos vermes desempenha um papel direto na regulação do crescimento ocular. Análises genéticas e moleculares revelaram que uma proteína sensível à luz chamada c-opsina é responsável por esse efeito. Esta molécula também é encontrada nas células cones e bastonetes dos vertebrados. Pesquisas anteriores sugeriam que os olhos dos vermes dependiam de uma classe diferente de opsinas, então a presença de uma c-opsina do tipo vertebrado foi uma descoberta inesperada. Milivojev e colaboradores determinaram que esta molécula aparece em precursores iniciais das células fotorreceptoras do verme, indicando que atua como um interruptor molecular conectando a exposição à luz à atividade das células-tronco. Esses resultados mostram que os sistemas visuais não apenas detectam luz, mas também podem ajustar seu desenvolvimento em resposta a ela.

Conexões Evolutivas e Novas Questões

As descobertas abordam uma lacuna de longa data na compreensão de como tanto os olhos vertebrados quanto os invertebrados continuam a crescer e se sustentar. Demonstrar que os olhos de Platynereis dependem de um anel de células-tronco neurais aproxima os pesquisadores da identificação de princípios universais que orientam a evolução dos órgãos sensoriais. Os resultados também levantam várias novas perguntas. Poderiam outras populações de células-tronco no corpo reagir à luz ambiental? E como a iluminação artificial poderia interferir nesses processos biológicos naturais? Os pesquisadores esperam que estudos futuros sobre os sistemas de células-tronco do verme ajudem a responder a essas perguntas, oferecendo novas percepções sobre como o sistema nervoso se adapta e se recupera. A autora sênior Kristin Tessmar-Raible (Universidade de Viena, Instituto Alfred Wegener, Universidade de Oldenburg) enfatiza que “pesquisas básicas para descobrir o inesperado são essenciais para entender a complexidade biológica da vida e as possíveis consequências dos impactos antropogênicos.”

Resumo

• Pesquisadores da Universidade de Viena e do Instituto Alfred Wegener estudaram vermes marinhos bristleworm adultos, um modelo valioso para descobrir como olhos e cérebros se desenvolvem e como a luz influencia a biologia além da visão.
• A equipe descobriu que os olhos de Platynereis dumerilii continuam a crescer durante toda a vida do verme. Esse crescimento contínuo é energizado por um anel de células-tronco neurais semelhante à zona de crescimento observada em certos vertebrados que continuam a expandir seus olhos como adultos.
• O trabalho ajuda a resolver uma questão de longa data sobre como olhos do tipo câmera, tanto em invertebrados quanto em vertebrados, crescem e se mantêm. As descobertas sugerem que, mesmo a partir de caminhos evolutivos muito diferentes, muitos animais dependem de estratégias celulares compartilhadas para crescimento e flexibilidade.
• Ao mostrar que os olhos de Platynereis dependem desse anel de células-tronco, o estudo aproxima os cientistas da identificação de regras universais que moldam a evolução dos órgãos sensoriais.