Os camaleões fascinam os observadores há milhares de anos, principalmente porque seus olhos parecem vagar independentemente em quase todas as direções. Após séculos de curiosidade, a moderna tecnologia de imagem revelou agora as características anatômicas responsáveis por esta habilidade extraordinária. Escondidos atrás de cada olho saliente estão dois longos nervos ópticos espirais – uma estrutura não documentada em nenhuma outra espécie de lagarto.
“Os olhos do camaleão são como câmeras de segurança, movendo-se em todas as direções”, explica Juan Daza, professor associado da Sam Houston State University e autor de um novo estudo que descreve esse recurso. “Eles movem os olhos de forma independente enquanto examinam o ambiente em busca de presas. No momento em que avistam a presa, seus olhos se coordenam e se movem em uma direção para que possam calcular onde atirar com a língua.”
Descoberta surpreendente em laboratório
Embora as mudanças de olhar do camaleão sejam fáceis de ver, a sua estrutura interna permanece obscura. Isso mudou em 2017, quando Edward Stanley, diretor do Laboratório de Imagens Digitais do Museu de História Natural da Flórida, notou um padrão inesperado durante uma visita ao laboratório de Daza. Tomografia computadorizada de camaleão foliar (Algas Brooks) revelou um nervo óptico fortemente enrolado, uma forma diferente de tudo que ele já havia encontrado.
Apesar do entusiasmo, os dois pesquisadores hesitaram no início. Dada a longa história científica dos camaleões, eles concluíram que esta estrutura devia ter sido relatada antes.
“Fiquei surpreso com a estrutura em si, mas fiquei ainda mais surpreso porque ninguém mais percebeu”, disse Daza. “Os camaleões são muito bem estudados, sua anatomia já é estudada há muito tempo.”
A biologia única dos camaleões
Os camaleões habitam partes de África, Europa e Ásia, e as suas notáveis adaptações vão muito além das mudanças de cor. Eles se movem pela floresta, usando suas caudas preênseis para se equilibrar e dando passos cuidadosos e rítmicos com pés semelhantes a luvas. O seu ritmo lento é compensado por armas de alta velocidade: uma língua que pode acelerar de zero a 60 milhas por hora em cerca de um centésimo de segundo. Essa língua alongada e pegajosa pode atacar presas com mais do que o dobro do comprimento do camaleão.
Com qualidades tão marcantes, não é surpresa que os camaleões estejam presentes na cultura humana há milhares de anos. Sua silhueta reconhecível, junto com sua cauda encaracolada, aparece até mesmo em antigas esculturas rupestres egípcias. A equipe vasculhou extensos arquivos e se convenceu de que alguém devia ter descrito a bobina óptica em um documento anterior. Eles contrataram especialistas em línguas para interpretar obras anatômicas antigas escritas em francês, italiano e latim, às vezes uma mistura confusa de idiomas.
Tentativas históricas de explicar a visão camaleônica
Há mais de dois mil anos, Aristóteles acreditava erroneamente que os camaleões careciam completamente de nervos ópticos. Ele acreditava que seus olhos estavam diretamente conectados ao cérebro, o que, em sua opinião, explicava seu movimento independente. Em meados de 1600, o médico romano Domenico Panaroli refutou esta ideia, alegando que os camaleões tinham nervos ópticos, mas não se cruzavam como muitos outros animais. Na maioria dos vertebrados, esse cruzamento transporta informações do olho direito para o lado esquerdo do cérebro e vice-versa. Sem esse cruzamento, argumentou Panaroli, os camaleões tinham maior liberdade nos movimentos dos olhos.
Isaac Newton mais tarde apoiou as conclusões de Panaroli. Ele mencionou camaleões em seu livro publicado em 1704 Ópticareúne trinta anos de seus pensamentos sobre cor e luz. No entanto, o anatomista francês Claude Perrault desenhou uma imagem mais precisa já em 1669, mostrando dois nervos ópticos que se cruzavam e depois se endireitavam. Suas ilustrações receberam pouca atenção dos contemporâneos de Newton, embora estejam entre as primeiras representações mais claras.
Por que a bobina óptica passou despercebida
Com o tempo, os diagramas publicados chegaram perto de mostrar a verdadeira forma do nervo óptico, mas nunca a capturaram. O artigo de Johann Fischer de 1852 sobre neuroanatomia de lagartos incluía parte da espiral, mas omitiu o resto, e Fischer nunca descreveu a estrutura enrolada. Em 2015, Lev-Ari Thidar, aluno de mestrado da Universidade de Haifa, notou a parte do nervo em forma de C. Uma pesquisa bibliográfica detalhada realizada pela equipe de pesquisa da Hyundai confirmou que não existia uma descrição completa da bobina.
Como uma característica tão única permaneceu oculta por tanto tempo ficou claro quando os cientistas analisaram os métodos de pesquisa histórica. Os primeiros estudos basearam-se fortemente na dissecação física. Essas cirurgias geralmente danificam ou deslocam o delicado nervo óptico, tornando quase impossível uma visualização precisa.
“Ao longo da história, as pessoas olharam para os olhos do camaleão porque eram interessantes”, disse Stanley. “Mas se você dissecar fisicamente o animal, você perde informações que contam toda a história.”
Pesquisa de imagens de tomografia computadorizada e transformação de dados de acesso aberto
Hoje, as tomografias computadorizadas são amplamente utilizadas nas áreas médica e científica. A tomografia computadorizada de raios X de alta resolução pode ver estruturas escondidas em espécimes preservados, incluindo o interior de crânios de camaleões.
A descoberta de um nervo óptico enrolado num camaleão fornece pistas importantes, mas os investigadores precisam de evidências mais extensas. Felizmente, eles podem acessar uma ampla gama de recursos digitais através do oVert (abreviação de openVertebrate). O projeto, liderado pelo Museu de História Natural da Flórida e envolvendo 18 instituições dos EUA, oferece ao público modelos digitais 3D da anatomia de vertebrados.
“Esses métodos digitais estão revolucionando o campo”, disse Daza. “Antes, não era possível detectar detalhes como este. Mas com esses métodos, é possível ver coisas sem perturbar a anatomia ou danificar a amostra.”
Camaleões comparados a outros répteis
A equipe usou o conjunto de dados oVert para examinar tomografias computadorizadas de mais de 30 espécies de lagartos e cobras, incluindo três espécies de camaleões representando linhagens principais. Eles construíram modelos cerebrais 3D de 18 répteis e mediram o nervo óptico de cada réptil. Os nervos ópticos de todas as três espécies de camaleões são mais longos e mais enrolados do que os de outros lagartos. Isto confirma que as conclusões preliminares do laboratório de Daza são representativas.
Os pesquisadores estudaram então como as espirais dos jovens camaleões se desenvolveram. Eles examinaram embriões de camaleões encapuzados (Chamaeleo calyptratus) em três estágios e descobriram que o nervo óptico começa reto e se alonga com o tempo, eventualmente formando um anel antes da eclosão do animal. As larvas já possuem olhos totalmente móveis.
O contexto evolutivo das olheiras
Determinar quando esse recurso evoluiu é mais difícil. Os fósseis de camaleões mais antigos conhecidos datam do início do Mioceno, cerca de 16 a 23 milhões de anos atrás, muito depois do surgimento de suas muitas adaptações arbóreas. Os fósseis não revelam muito sobre a ordem em que as características apareceram. No entanto, bobinas neurais recentemente registradas fornecem pistas sobre por que essa adaptação ocorre.
Muitos vertebrados com olhos grandes expandem seu campo de visão de duas maneiras: virando a cabeça ou movendo amplamente os olhos. Corujas e lêmures viraram o pescoço e olharam em volta. Os humanos e alguns outros mamíferos dependem do nervo óptico elástico para realizar um grande número de movimentos oculares. Os roedores conseguem um efeito semelhante através de fibras nervosas onduladas que aumentam a flexibilidade.
No entanto, os camaleões não possuem pescoços flexíveis. Os pesquisadores acreditam que o nervo óptico enrolado foi desenvolvido como uma solução para permitir que o olho relaxe mais e reduza o estresse ao girar. Adaptações semelhantes foram observadas apenas em alguns invertebrados, como as moscas-olho-do-caule.
“Você pode comparar o nervo óptico a um celular antigo”, disse Daza. “Os primeiros telefones celulares tinham um fio simples e reto que se conectava ao fone de ouvido, mas então alguém teve a ideia de enrolar o fio e deixá-lo mais relaxado para que as pessoas pudessem carregá-lo mais longe. É isso que esses animais estão fazendo: estão maximizando a amplitude de movimento do olho criando esta estrutura enrolada.”
Continue procurando adaptações visuais
Embora as pessoas se interessem pelos camaleões há milhares de anos, novas surpresas continuam a surgir. Os investigadores querem agora saber se outros lagartos arbóreos desenvolveram soluções semelhantes. Stanley e Daza planejam explorar esta questão em trabalhos futuros.
“Os gigantes que citamos – Newton, Aristóteles e outros – inspiraram historiadores naturais durante séculos”, disse Stanley. “É emocionante poder dar o próximo passo no longo caminho para entender o que realmente está acontecendo dentro do corpo do camaleão”.
Os autores publicaram suas pesquisas na revista relatório científico.
