Uma classe peculiar de moluscos marinhos é chamada de quítons. Embora raramente apareçam nos noticiários, eles realizaram algumas coisas incríveis que chamaram a atenção. Por exemplo, o mineral de ferro magnetita, que reveste os dentes de todas as espécies, é o material mais duro já produzido por um ser vivo. E outro mineral de ferro

Uma classe ‍peculiar de moluscos marinhos é chamada de quitons. Embora raramente apareçam nos ⁢noticiários, eles realizaram algumas ⁤coisas incríveis que ‍chamaram a atenção. Por exemplo, o ​mineral de ferro magnetita, que reveste os dentes de​ todas as espécies, é o material mais duro já produzido por um ser vivo. E outro mineral de ferro, apropriadamente denominado Santabarbaraite, é usado ⁤por pelo menos​ uma ​espécie.

Um grupo de pesquisadores do Departamento de Ecologia, Evolução e Biologia Marinha (EEMB) da ⁣UC ​Santa Barbara, sob a orientação de Rebecca Varney, descobriu que alguns desses moluscos resistentes tinham olhos equipados com ‌lentes de evolução mais recente. Além disso, ⁣os dois tipos de‌ olhos que compõem este​ grupo ​originaram-se de quatro maneiras.‌ Os pesquisadores descrevem as causas‍ desta configuração⁤ incomum neste novo ⁢estudo.

Quitons estão relacionados com lulas, caracóis e vieiras. No entanto, seus olhos não estão localizados em seus ⁣corpos moles. ⁢Em vez disso, ​muitos de seus órgãos sensoriais estão embutidos diretamente em sua concha segmentada.

O ‍coautor Daniel Speiser, da Universidade da Carolina do Sul, disse: “Não acredito que exista outro animal que coloque os olhos na armadura como o⁣ quiton faz.”

conchas de quiton
Diagramas ⁤(acima) e imagens de ‍microscópio eletrônico (abaixo) de conchas de quiton. Da esquerda para a direita: Estetas (verde) são encontrados em todos os quitons, enquanto olhos em forma de concha (azul) e manchas oculares⁤ (vermelho) evoluíram apenas em alguns grupos. Também são mostrados os entalhes na concha que permitem aos nervos conectar⁤ essas ‍características ao sistema nervoso do quiton. Crédito da ⁤foto Varney et al.

“Os mais numerosos desses órgãos são chamados de estetas,⁤ pequenas estruturas sensoriais encontradas na camada mais⁢ externa das conchas de todos os ‍quitons. Os cientistas ainda estão investigando a sua função, mas se detectarem luz, será em um nível muito rudimentar.”

Os dois‌ tipos de olhos que evoluíram em alguns desses animais – os olhos de concha mais complexos e as manchas oculares mais numerosas – provavelmente derivaram de estetas.⁤ Comparativamente grandes para os olhos humanos, os olhos ‌em forma de concha usam uma lente para focar a luz que ‍entra e criar uma imagem​ em uma camada fotossensível ‌na parte traseira.

No entanto, a aragonita é o mineral que ‍compõe essa lente nos quitons. Por outro lado, alguns quitons têm manchas oculares menores que funcionam mais​ como pixels individuais ou o olho composto de um inseto, criando⁢ um sensor visual em⁣ toda a concha do quiton. Quitons adicionam essas estruturas às margens recém-crescidas da concha.

Para estudar como os sistemas complexos evoluem, os cientistas usaram os olhos de quiton como‌ exemplo‌ em suas aulas como⁣ professor​ na EEMB. O co-autor Speiser⁣ trabalhou com quitons como parte⁣ de ‌sua tese de doutorado antes de ingressar ⁤no laboratório de Oakley como pesquisador de pós-doutorado.

O autor⁤ principal Varney, um dos atuais pós-doutorandos da Oakley, disse:⁢ “Queríamos saber: há algo que⁤ possamos identificar que ​esteja‍ guiando a evolução nesses diferentes grupos em ‍direção às manchas ​oculares ou aos ⁣olhos em forma de concha?”

Os pesquisadores criaram uma árvore​ genealógica de quitons usando DNA de espécimes conservados na coleção global de ⁤quitons do coautor Doug Eernisse, que atualmente⁣ está abrigada no Museu de‌ História Natural de Santa Bárbara. Os coautores Morris‍ Aguilar ⁤e Johanna Cannon criaram os instrumentos ⁤moleculares usados ​​para examinar os genomas do quiton. Depois disso, Varney traçou quais grupos têm​ olhos em forma de concha⁢ e manchas ‌oculares, o que produziu um resultado interessante.

Em vez dos dois grupos que ‌os cientistas presumiam terem criado cada um um sistema visual distinto, havia quatro​ grupos, com⁣ dois pares convergentes​ na​ mesma estrutura.

Varney disse: “Entramos sabendo que havia dois tipos de olhos, então ⁤não esperávamos quatro origens independentes. O fato de os quitons terem evoluído os ⁢olhos quatro vezes,⁤ de ⁤duas maneiras diferentes, é bastante surpreendente para mim.”

Oakley said:⁣ “It almost seemed‍ too ⁢strange to be⁤ true. And the groups that arrived at similar structures were not even the most closely related to each other. So, what could have led to this⁣ curious configuration?”

Varney began examining the distinctions between these animals to try to find some clue as to ⁣what ​led them ‍to arrive at distinct answers to the same problem. Fortunately for ⁤her, different species ⁣of chitons can be identified by the number of ‌slits on the edge of each segment of their shell. Because it ⁤appears‍ in all descriptions of a newly discovered species, this information is therefore fully documented.

This ‍makes no sense without context, but a pattern began to ⁣emerge. Varney realized that chitons with eye spots have many slits in the head region, sometimes even twenty notches. On ⁣the other hand, ⁢this region of chitons that developed ‍larger eyes usually ‌had‍ eight slits. However, how could this variation have led the ‌groups to make two distinct adaptations?

The ⁤chiton’s body receives nerve signals from its shell through these notches.⁤ It seems that species with fewer slits develop more complex, smaller, ‍and larger shell eyes. On the other hand, slightly simpler and more frequent eye spots were able to form in individuals with more slits. In addition, scientists are still ‌determining what determines the number of notches, although it is⁢ a diagnosis for⁣ the species. Thus, the type of visual system that emerged⁣ seems to have been influenced by the amount of notches present when the visual systems formed.

Chiton tuberculatus clings
A Chiton tuberculatus clings to a rock in the US Virgin ⁣Islands. This species⁤ has eye spots and belongs to the group ⁢that evolved vision most recently. Photo credit Douglas Eernisse

Here we have an obvious demonstration in a natural system that evolution​ depends ​on what⁣ came before, even when what came before may seem ⁣completely unrelated.” Oakley said.

Next, scientists used fossils ‍to measure the ⁢evolution of chitons over time. This would allow them to more accurately determine when, about‌ 450 million years ago,‍ the four groups of mollusks separated and ‍chitons underwent the evolution of their visual systems.

They found that, having originated during the Cretaceous (150-100⁢ million years ago), the ‍shell eyes of chitons belonging to the⁣ Toniciinae​ and Acanthopleurinae families may be the most recently evolved lens eyes. During ‌the Jurassic Period (250-200 Mya), shell eyes originated in⁣ the unrelated species Schizochiton incisus.

To put things into perspective, most⁤ other examples of​ lens eyes originated during the⁤ Cambrian​ period, when creatures were just​ beginning to split into larger groups. ⁤In the meantime, the evolution of ‌the eye spot ⁤occurred as late‍ as the Paleogene (75-25 Mya) in one group and already ​in the Triassic (260-200 Mya) in ⁢another.

Although some of these chitons have ⁢eyes capable of‍ forming images, scientists ⁢are still investigating the ​extent‌ of ⁤their visual perception.

This ‌discovery confirms what scientists experience when working with these chitons in the field.

Varney said: “When collecting chitons from intertidal rocks, you have to sneak up on ⁢the rock.⁤ Because if they see you, they ⁤will clamp down. And you can sit there⁣ with a nail file and try to ⁤pry the chiton off; you will lose.”

Speiser and his colleagues continue to investigate chiton vision. It’s‌ a bit ‌challenging.

Journal reference:

  1. Rebecca Varney, Deniel Speiser et al. A morphological basis for the path-dependent evolution of visual systems. Science. DOI: 10.1126/sscience.adg2689
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Atualizado em by Shelby Thevenot
Uma classe peculiar de moluscos marinhos é chamada de quítons. Embora raramente apareçam nos noticiários, eles realizaram algumas coisas incríveis que chamaram a atenção. Por exemplo, o mineral de ferro magnetita, que reveste os dentes de todas as espécies, é o material mais duro já produzido por um ser vivo. E outro mineral de ferro
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