Os antigos trilobitas tinham olhos de cristal e ainda são um mistério: ScienceAlert

A natureza tentou algumas abordagens bastante selvagens para os problemas da vida ao longo das eras, e isso é verdade para a visão.

Um dos primeiros exemplos de olho complexo pode ter se baseado em um material bastante incomum para focar a luz, não encontrado nos organismos modernos. Os olhos pertenciam a um grupo extinto de animais chamados trilobitas, e os seus olhos eram feitos de cristal duro, um mineral conhecido como calcite – uma pequena peculiaridade que nos dá uma ideia de como estes primeiros animais sentiam o mundo à sua volta.

Os trilobitas desapareceram há cerca de 250 milhões de anos, mas existiram cerca de 300 milhões de anos antes disso. Há também muitos planos corporais de trilobitas no registro fóssil, o que sugere que aqueles 300 milhões de anos foram muito bem-sucedidos. E como seus estranhos olhos eram feitos de pedra, muitas vezes eram lindamente preservados nos muitos fósseis que deixaram para trás.

É assim que sabemos que os trilobitas tinham olhos compostos como os dos insetos, consistindo em aglomerados de unidades de fotorrecepção chamadas omatídeos, cada uma com seus próprios fotorreceptores e lentes. Exames de seções quebradas das lentes fossilizadas revelam um material cristalino feito de calcita.

A calcita pura é transparente, então, em teoria, a luz poderia penetrá-la e ser focada, onde os fotorreceptores poderiam detectá-la. Tal como acontece com a visão dos insetos, provavelmente houve uma compensação: os trilobitas provavelmente não viam em alta resolução espacial, mas eram particularmente sensíveis ao movimento.

Havia três tipos de olhos trilobitas. O mais antigo e comum é um tipo conhecido como holocroal, em que pequenos omatídeos eram cobertos por uma única membrana corneana, com as lentes adjacentes em contato direto umas com as outras.

O olho abatocroal só é visto na família Eodiscidae; as lentes pequenas são cobertas por uma córnea fina.

Finalmente, o olho esquizocroal só é visto na subordem Phacopina. As lentes são maiores, amplamente separadas e cada uma tem sua própria córnea. Eles provavelmente eram, acreditam os cientistas, altamente especializados.

O olho holocroal é o mais semelhante aos olhos de aposição modernos vistos em alguns insetos e crustáceos, e os cientistas acreditam que funcionavam de maneira semelhante. Cada omatídeo opera individualmente, e a imagem que o inseto vê é um mosaico de todas as imagens combinadas.

As coisas ficam um pouco complicadas com a calcita, no entanto. A calcita tem uma das birrefringências mais fortes da natureza. Isso significa que possui dois índices de refração; a luz será dividida duas vezes ao viajar pela calcita, os dois raios viajando em velocidades diferentes, produzindo uma imagem dupla.

Para omatídeos pequenos, como observados no olho holocroal, é improvável que isso seja um problema; o desvio nos raios é menor que o órgão sensor de luz.

Para os olhos esquizocroais, a birrefringência representa um problema maior. O cristal não é flexível, então os omatídeos maiores não podem mudar seu foco para reduzir o efeito. Em vez disso, os cientistas descobriram que os olhos esquizocroais têm o que é conhecido como estrutura de lentes duplas.

Isso significa que a lente tem duas camadas, cada uma com um índice de refração diferente, que poderia corrigir a birrefringência, quase como se os trilobitas tivessem óculos embutidos. Lentes desse tipo foram inventadas, separadamente, pelos matemáticos René Descartes e Christian Huygens no século XVII, sem saber que os trilobitas as haviam vencido.

Apesar de toda a nossa compreensão das várias estruturas do olho do trilobita, ainda não entendemos bem como funcionava o olho esquizocroal, se era semelhante a um olho de aposição ou se fazia algo diferente, como a estrutura diferente sugeriria.

Um estudo recente mostrou que os olhos esquizocroais são muito mais complexos do que pensávamos, o que nos aproxima. Descobriu-se que cada lente cobre um pequeno olho composto próprio, formando uma espécie de "hiper-olho".

Pode até ser possível que estejamos totalmente errados sobre a visão dos trilobitas. Um estudo de 2019 questiona se as córneas calcíticas podem ter sido artefactos do processo de preservação, implicando que os seus olhos de cristal são muito menos únicos do que muitos especulam.