Em uma noite sem lua, os níveis de luz podem ser 100 milhões de vezes mais baixos do que à luz do dia. E se ficarmos praticamente cegos e completamente indefesos no escuro, os gatos rastreiam com sucesso suas presas e as borboletas esvoaçam agilmente entre as flores em nossas varandas. Enquanto dormimos, milhões de outros animais dependem de seus sistemas visuais para sobreviver. O mesmo pode ser dito dos animais que vivem na escuridão eterna das profundezas do mar. Além do mais, a grande maioria dos animais no mundo são principalmente ativos com pouca luz. Como eles conseguem usar características visuais tão poderosas, especialmente insetos, com seus olhos minúsculos e cérebros menores que um grão de arroz? Que estratégias ópticas e neurais eles desenvolveram para ver bem na penumbra?
Para responder a essas perguntas, vamos voltar nossa atenção para os insetos noturnos. Apesar de seus sistemas visuais diminutos, os insetos noturnos enxergam perfeitamente na penumbra. Nos últimos anos, descobrimos que os insetos noturnos podem evitar e travar em obstáculos durante o vôo, distinguir cores, detectar movimentos fracos, aprender dicas visuais e usá-los para retornar. Eles podem até navegar usando a imagem tênue da polarização estelar que a Lua cria e navegar usando as constelações de estrelas no céu.
Em muitos casos, esse desempenho visual parece totalmente perturbador para o que é fisicamente possível. Por exemplo, a abelha noturna da América Central, Megalopta genalis, absorve apenas cinco fótons com seus olhos minúsculos quando os níveis de luz estão em seus níveis mais baixos - um sinal visual completamente evasivo. E ainda, na noite profunda, ele pode navegar na floresta tropical densa e emaranhada enquanto forrageando e retornar com segurança ao seu ninho - um graveto oco e imperceptível suspenso na vegetação rasteira.
Para descobrir como isso é possível, os cientistas começaram a estudar as mariposas-falcão. Esses belos insetos - beija-flores do mundo dos invertebrados - são representados por borboletas graciosas e velozes, que buscam constantemente flores com néctar. Assim que a flor é encontrada, a mariposa paira na frente dela, sugando o néctar através de sua tromba, um tubo oral.
A mariposa falcão europeia noturna Deilephila elpenor é uma bela criatura que se esconde em escamas rosa e verdes, coletando néctar no meio da noite. Vários anos atrás, os cientistas descobriram que esta borboleta pode distinguir cores à noite, o primeiro animal noturno conhecido por isso.
Esta borboleta revelou recentemente outro de seus segredos: os truques neurais que usa para enxergar bem com pouca luz. Esses truques também são usados por outros insetos noturnos, como o Megalopta. Ao estudar a fisiologia dos circuitos nervosos nos centros visuais do cérebro, os cientistas descobriram que o Deilephila pode ver bem na penumbra, empilhando efetivamente os fótons que coleta em diferentes pontos do espaço e do tempo.
Isso é um pouco como aumentar a velocidade do obturador em uma câmera com pouca luz. Se você deixar o obturador aberto por mais tempo, mais luz alcançará o sensor de imagem e obterá uma imagem mais brilhante. A desvantagem é que tudo o que se move rapidamente - como um carro que passa - não terá permissão, então o inseto não o verá.
Vídeo promocional:
Soma neural
Para combinar fótons no espaço, pixels individuais de um sensor de imagem podem ser agrupados para criar “superpixels” menores, mas maiores. Novamente, a desvantagem dessa estratégia é que mesmo com alto brilho, a imagem ficará borrada e sem detalhes nítidos. Mas para um animal noturno que tenta viver no escuro, ser capaz de ver um mundo claro, mas desprovido de detalhes e lento será melhor do que não ver absolutamente nada (que é a única alternativa).
Os fisiologistas demonstraram que a soma neural de fótons no tempo e no espaço é extremamente benéfica para a deylephila noturna. Em qualquer intensidade de luz noturna, do crepúsculo às estrelas, a soma aumenta significativamente a capacidade do deilephil de enxergar bem com pouca luz. Na verdade, graças a esses mecanismos neurais, as deilefilas podem ver em uma luz 100 vezes mais fraca do que veriam de outra forma. Os benefícios da soma são tão grandes que outros insetos noturnos também dependem dela para uma boa visão noturna.
O mundo visto por insetos noturnos pode não ser tão pungente ou bem resolvido quanto aquele visto por seus parentes diurnos ativos. Mas o empilhamento garante que ele seja brilhante o suficiente para interceptar a presa, voar para o ninho e evitar obstáculos. Sem essa habilidade, eles seriam tão cegos quanto o resto de nós.
ILYA KHEL
