Os biólogos têm-se intrigado durante décadas com o paradoxo da visão do polvo. Apesar da sua pele brilhantemente colorida e da sua capacidade de mudar rapidamente de cor para se misturarem no fundo, os cefalópodes como os polvos e as lulas têm olhos com apenas um tipo de receptor de luz – o que basicamente significa que vêem apenas preto e branco.

Por que é que um macho se arriscaria a flashar as suas cores brilhantes durante uma dança de acasalamento se a fêmea nem sequer o consegue ver – mas um peixe próximo pode, e rapidamente o engolir? E como estes animais poderiam combinar a cor da sua pele com o seu ambiente como camuflagem se não conseguem realmente ver as cores?

Um novo estudo mostra que os cefalópodes podem realmente ser capazes de ver a cor – de forma diferente de qualquer outro animal.

O seu segredo? Uma pupila em forma de U, em forma de W, ou em forma de haltere – que permite que a luz entre no olho através da lente a partir de várias direcções, em vez de entrar directamente na retina.

Abranco cromático

Humans e outros mamíferos têm olhos com pupilas redondas que se contraem aos buracos para nos dar uma visão nítida, com todas as cores focadas no mesmo ponto. Mas como qualquer pessoa que tenha ido ao oftalmologista sabe, as pupilas dilatadas não só tornam tudo borrado, mas criam franjas coloridas em torno de objetos – o que é conhecido como aberração cromática.

‘O genoma do alienígena revela segredos do polvo

Isso porque a lente transparente do olho – que em humanos muda de forma para focalizar a luz na retina – age como um prisma e divide a luz branca em suas cores componentes. Quanto maior a área pupilar através da qual a luz entra, mais as cores são espalhadas. Quanto menor a nossa pupila, menor a aberração cromática. As lentes da câmera e do telescópio também sofrem de aberração cromática, razão pela qual os fotógrafos param em suas lentes para obter a imagem mais nítida com o menor embaçamento de cor.

Cefalópodes, no entanto, evoluíram pupilas largas que acentuam a aberração cromática e podem ter a capacidade de julgar a cor trazendo comprimentos de onda específicos para um foco na retina, muito da forma como animais como camaleões julgam a distância usando foco relativo. Eles focam esses comprimentos de onda mudando a profundidade do globo ocular, alterando a distância entre a lente e a retina, e movendo a pupila ao redor para mudar sua localização fora do eixo e, assim, a quantidade de borrão cromático.

“Nós propomos que essas criaturas possam explorar uma fonte onipresente de degradação da imagem nos olhos dos animais, transformando um bicho em uma característica”, diz Alexander Stubbs, um estudante de pós-graduação da Universidade da Califórnia, Berkeley. “Enquanto a maioria dos organismos desenvolve formas de minimizar este efeito, as pupilas em forma de U do polvo e seus parentes lulas e chocos maximizam esta imperfeição em seu sistema visual enquanto minimizam outras fontes de erro de imagem, esbatendo sua visão do mundo, mas de uma forma dependente da cor e abrindo a possibilidade para eles de obterem informações de cor.”

Como funcionam as pupilas em forma de U

Stubbs teve a ideia de que os cefalópodes podiam usar a aberração cromática para ver a cor depois de fotografar lagartos que se exibem com luz ultravioleta, e notando que as câmaras UV sofrem de aberração cromática. Ele se uniu ao seu pai, Christopher Stubbs, professor de física e astronomia da Universidade de Harvard, para desenvolver uma simulação em computador para modelar como os olhos dos cefalópodes poderiam usar isso para sentir a cor. Suas descobertas aparecem nos Anais da Academia Nacional de Ciências.

Concluíram que uma pupila em forma de U como a das lulas e chocos permitiria que os animais determinassem a cor com base em se ela estava ou não focada em sua retina. As pupilas em forma de “dumbbell-” de muitos polvos funcionam de forma semelhante, uma vez que estão enroladas à volta do globo ocular em forma de U e produzem um efeito semelhante quando se olha para baixo. Isto pode até ser a base da visão colorida em golfinhos, que têm pupilas em forma de U quando contraídas, e aranhas saltadoras.

“A visão deles é desfocada, mas a desfocagem depende da cor”, diz Stubbs. “Eles seriam comparativamente maus na resolução de objetos brancos, que refletem todos os comprimentos de onda de luz”. Mas eles poderiam focar com bastante precisão em objetos que são cores mais puras, como o amarelo ou o azul, que são comuns em recifes de coral e rochas e algas. Parece que eles pagam um preço elevado pela sua forma pupilar, mas podem estar dispostos a viver com acuidade visual reduzida para manter a desfocagem cromaticamente dependente, e isto pode permitir a visão da cor nestes organismos”

“Fizemos uma extensa modelagem computadorizada do sistema óptico destes animais, e ficámos surpreendidos com o quão forte o contraste da imagem depende da cor”, diz Christopher Stubbs. “Seria uma pena se a natureza não aproveitasse isso”

Não há contraste suficiente

Alexander Stubbs pesquisou extensivamente 60 anos de estudos de visão colorida em cefalópodes, e descobriu que, enquanto alguns biólogos tinham relatado uma capacidade de distinguir cores, outros relataram o oposto.

Pele de polvo pode sentir a luz sem olhos

Os estudos negativos, porém, muitas vezes testaram a capacidade do animal de ver cores sólidas ou bordas entre duas cores de brilho igual, o que é difícil para este tipo de olho porque, como com uma câmera, é difícil focar em uma cor sólida sem contraste. Os cefalópodes são os melhores para distinguir as bordas entre cores escuras e brilhantes e, de fato, seus padrões de exibição são tipicamente regiões de cor separadas por barras pretas.

“Acreditamos ter encontrado um mecanismo elegante que poderia permitir a esses cefalópodes determinar a cor de seu ambiente, apesar de terem um único pigmento visual em sua retina”, diz ele. “Este é um esquema completamente diferente dos pigmentos visuais multicoloridos que são comuns em humanos e em muitos outros animais”. Esperamos que este estudo estimule experimentos comportamentais adicionais pela comunidade cefalópode”

UC Berkeley’s Museum of Vertebrate Zoology, uma bolsa do Graduate Research Fellow Program para Alexander Stubbs, e a Universidade de Harvard apoiaram o trabalho.