Tetracromacia - Tetrachromacy

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Os quatro pigmentos nas células cônicas de um pássaro (neste exemplo, tentilhões estrildídeos ) estendem o alcance da visão de cores para o ultravioleta .

Tetracromacia é a condição de possuir quatro canais independentes para transmitir informações de cores , ou possuir quatro tipos de células cônicas no olho . Os organismos com tetracromacia são chamados tetracromatas.

Em organismos tetracromáticos, o espaço de cor sensorial é quadridimensional, o que significa que combinar o efeito sensorial de espectros de luz escolhidos arbitrariamente em seu espectro visível requer misturas de pelo menos quatro cores primárias .

A tetracromacia é demonstrada em várias espécies de pássaros , peixes , anfíbios , répteis , insetos e alguns mamíferos . Era a condição normal da maioria dos mamíferos no passado; uma mudança genética fez com que a maioria das espécies desta classe perdesse dois de seus quatro cones.

Fisiologia

A explicação normal da tetracromacia é que a retina do organismo contém quatro tipos de receptores de luz de alta intensidade (chamados de células cone em vertebrados, em oposição às células bastonetes , que são receptores de luz de baixa intensidade) com diferentes espectros de absorção . Isso significa que o organismo pode ver comprimentos de onda além da visão de um humano típico e pode ser capaz de distinguir cores que, para um ser humano normal, parecem idênticas . As espécies com visão tetracromática de cores podem ter uma vantagem fisiológica desconhecida sobre as espécies rivais.

Exemplos

Os peixes dourados têm tetracromacia.

Peixe

O peixe dourado ( Carassius auratus auratus ) e o peixe - zebra ( Danio rerio ) são exemplos de tetracromatas, contendo células cônicas sensíveis à luz vermelha, verde, azul e ultravioleta.

Pássaros

Algumas espécies de pássaros, como o tentilhão zebra e o Columbidae , usam o comprimento de onda ultravioleta 300-400 nm específico para a visão tetracromática de cores como uma ferramenta durante a seleção de parceiros e forrageamento . Ao selecionar para parceiros, a plumagem ultravioleta e a coloração da pele mostram um alto nível de seleção. Um olho de pássaro típico responde a comprimentos de onda de cerca de 300 a 700 nm. Em termos de frequência, isso corresponde a uma banda na vizinhança de 430-1000 THz . A maioria das aves possui retinas com quatro tipos espectrais de células cônicas que se acredita mediarem a visão tetracromática das cores. A visão das cores das aves é ainda melhorada pela filtragem por gotículas de óleo pigmentado nos fotorreceptores. As gotículas de óleo filtram a luz incidente antes que ela atinja o pigmento visual nos segmentos externos dos fotorreceptores.

Os quatro tipos de cones e a especialização de gotículas de óleo pigmentadas proporcionam aos pássaros uma visão de cores melhor do que a dos humanos. No entanto, pesquisas mais recentes sugeriram que a tetracromacia em pássaros apenas fornece às aves um espectro visual maior do que em humanos (os humanos não podem ver a luz ultravioleta, 300-400 nm), enquanto a resolução espectral (a "sensibilidade" às ​​nuances) é semelhante .

Insetos

Os insetos forrageiros podem ver os comprimentos de onda que as flores refletem (variando de 300 nm a 700 nm). Sendo a polinização uma relação mutualística , os insetos forrageiros e algumas plantas co-evoluíram , ambos aumentando a faixa de comprimento de onda: na percepção (polinizadores), na reflexão e na variação (cores das flores). A seleção direcional fez com que as plantas apresentassem quantidades cada vez mais diversas de variações de cores, estendendo-se até a escala de cores ultravioleta, atraindo assim níveis mais elevados de polinizadores.

Mamíferos

Os camundongos, que normalmente têm apenas dois pigmentos de cone, podem ser projetados para expressar um terceiro pigmento de cone e parecem demonstrar discriminação cromática aumentada, argumentando contra alguns desses obstáculos; no entanto, as afirmações da publicação original sobre a plasticidade no nervo óptico também foram contestadas.

Rena

Em áreas onde vivem renas , o sol permanece muito baixo no céu por longos períodos. Algumas partes do ambiente absorvem a luz ultravioleta e, portanto, para renas sensíveis aos raios ultravioleta , contrastam fortemente com a neve que reflete os raios ultravioleta . Isso inclui urina (indicando predadores ou competidores), líquenes (uma fonte de alimento) e peles (como em lobos, predadores de renas). Embora as renas não possuam uma opsina UV específica , as respostas retinais a 330 nm foram registradas, mediadas por outras opsinas. Foi proposto que os raios ultravioleta nas linhas de energia são responsáveis ​​por renas evitarem as linhas de energia porque "... na escuridão, esses animais vêem as linhas de energia não como estruturas passivas e opacas, mas sim como linhas de luz bruxuleante que se estendem pelo terreno."

Humanos

Os macacos (incluindo humanos ) e os macacos do Velho Mundo normalmente têm três tipos de células cônicas e, portanto, são tricromatas . No entanto, em baixas intensidades de luz , os bastonetes podem contribuir para a visão de cores, dando uma pequena região de tetracromacia no espaço de cores; a sensibilidade dos bastonetes humanos é maior em um comprimento de onda verde-azulado.

Em humanos, dois genes de pigmento de células cônicas estão presentes no cromossomo X : os genes clássicos de opsina tipo 2 OPN1MW e OPN1MW2 . Pessoas com dois cromossomos X podem possuir múltiplos pigmentos de células cônicas, talvez nascidos como tetracromatas completos que têm quatro tipos de células cônicas funcionando simultaneamente, cada tipo com um padrão específico de resposta a diferentes comprimentos de onda de luz na faixa do espectro visível. Um estudo sugeriu que 15% das mulheres do mundo podem ter o tipo de quarto cone cujo pico de sensibilidade está entre os cones vermelho e verde padrão, dando, teoricamente, um aumento significativo na diferenciação de cores. Outro estudo sugere que até 50% das mulheres e 8% dos homens podem ter quatro fotopigmentos e aumentar a discriminação cromática correspondente em comparação com os tricromatas. Em 2010, após vinte anos de estudo com mulheres com quatro tipos de cones (tetracromatas não funcionais), o neurocientista Dra. Gabriele Jordan identificou uma mulher (sujeito cDa29 ) que conseguia detectar uma variedade de cores maior do que os tricromatas, correspondendo a um funcional tetracromático (ou tetracromático verdadeiro).

A variação nos genes do pigmento do cone é amplamente difundida na maioria das populações humanas, mas a tetracromacia mais prevalente e pronunciada derivaria de portadoras femininas das principais anomalias de pigmento vermelho / verde, geralmente classificadas como formas de " daltonismo " ( protanomalia ou deuteranomalia ). A base biológica para esse fenômeno é a inativação do X de alelos heterozigóticos para genes de pigmento da retina, que é o mesmo mecanismo que dá à maioria das macacas do novo mundo a visão tricromática.

Em humanos, o processamento visual preliminar ocorre nos neurônios da retina . Não se sabe como esses nervos responderiam a um novo canal de cor, isto é, se eles poderiam tratá-lo separadamente ou apenas combiná-lo com um canal existente. A informação visual deixa o olho por meio do nervo óptico; não se sabe se o nervo óptico tem capacidade sobressalente para lidar com um novo canal de cor. Uma variedade de processamento de imagem final ocorre no cérebro; não se sabe como as várias áreas do cérebro responderiam se apresentadas a um novo canal de cor .

Embora muitos pássaros sejam tetracromatas com uma quarta cor no ultravioleta, os humanos não podem ver a luz ultravioleta diretamente porque a lente do olho bloqueia a maior parte da luz na faixa de comprimento de onda de 300-400 nm; comprimentos de onda mais curtos são bloqueados pela córnea . As células fotorreceptoras da retina são sensíveis à luz ultravioleta próxima, e as pessoas sem lente (uma condição conhecida como afacia ) veem a luz ultravioleta próxima (até 300 nm) como azul esbranquiçado, ou para alguns comprimentos de onda, violeta esbranquiçado, provavelmente porque todos três tipos de cones são quase igualmente sensíveis à luz ultravioleta; no entanto, as células cônicas azuis são ligeiramente mais sensíveis.

A tetracromacia também pode melhorar a visão em ambientes com pouca iluminação ou ao olhar para uma tela.

Veja também

Referências

links externos