A visão 3D das aranhas

A presa se aproxima. Com um único salto, a aranha agarra e mata a vítima. A Hasarius adansoni é um predador eficiente, que dispensa o uso de teias para capturar suas presas. Saltar com precisão sobre uma vítima exige um sistema visual sofisticado: é preciso calcular a distância para controlar a força e a direção do salto. O truque dessa aranha foi descoberto.

BIÓLOGO , , MAIS INFORMAÇÕES: DEPTH PERCEPTION FROM IMAGE DEFOCUS IN A JUMPING SPIDER. SCIENCE, VOL. 335, PÁG. 469, 2012, O Estado de S.Paulo

08 Março 2012 | 03h04

Os mamíferos conseguem construir uma imagem tridimensional do espaço à sua frente utilizando uma propriedade da visão binocular. Como cada um dos olhos observa a cena de um ângulo diferente, nosso cérebro combina as duas imagens, produzindo uma representação tridimensional do campo visual. Usando esse truque, o leão consegue calcular a distância que está da gazela, o macaco pula de um galho para outro com precisão e nós conseguimos espetar uma ervilha com um garfo sem errar a mira. Mas basta perdermos (ou tamparmos) um dos olhos e grande parte dessa capacidade desaparece.

Será que essa aranha, com seu cérebro primitivo, utilizaria um mecanismo semelhante? Essa aranha possui quatro olhos e os cientistas tamparam cada um deles para verificar se ela ainda era capaz de pular com precisão sobre a presa. Observaram que mesmo tampando os dois olhos laterais e um do par frontal, a aranha pulava com precisão, o que indica que ela necessita da informação gerada por um único olho frontal para calcular a distância. Mas como um único olho pode obter informação suficiente para construir uma imagem tridimensional?

Quando as propriedades da lente do olho frontal da aranha foram estudadas, os cientistas descobriram que a lente possuía uma aberração cromática. Essa propriedade faz com que a luz de diferentes cores foque em diferentes planos. Uma máquina fotográfica que possuísse uma lente com esse "defeito" só seria capaz de focar uma cor de cada vez sobre o sensor. Assim, se tentássemos tirar uma foto de uma blusa listada de azul e vermelho, quando o azul está em foco, o vermelho está fora. É claro que lentes com essa propriedade nunca são incorporadas a máquinas fotográficas.

Mas o olho de nossa amiga aranha possui outra característica: a retina (a superfície onde a imagem é focada) é composta por quatro camadas de sensores, uma sobre a outra. As duas superiores (L3 e L4) são sensíveis à luz ultravioleta e as duas inferiores (L1 e L2) são sensíveis à luz verde.

Por causa da aberração cromática da lente, a luz ultravioleta foca perfeitamente nas camadas superiores (L3 e L4) e a luz verde foca perfeitamente na camada mais interna (L1). É como se, além de uma lente com aberração cromática, nossa câmera fotográfica hipotética tivesse dois sensores - um mais à frente, sensível ao vermelho, e outro mais atrás, sensível ao azul. Esse arranjo dos sensores em dois planos compensa a aberração cromática e nossa máquina funcionaria perfeitamente. É o que ocorre com as três camadas (L1, L3 e L4) na retina da aranha.

Sensível ao verde. Estranho é o que acontece na L2. Esta camada é sensível somente à luz verde. Mas a luz verde forma uma imagem perfeitamente focada na L1 e uma desfocada na L2. O resultado é que o cérebro da aranha recebe duas imagens verdes, uma em foco (proveniente de L1) e outra fora de foco (proveniente de L2). Faz muito tempo que os físicos descobriram que é possível calcular a distância de um objeto usando a informação contida na imagem fora de foco. Uma imagem mais desfocada indica que o objeto está mais longe, uma menos desfocada indica que o objeto está mais perto.

Será que a aranha estaria usando um mecanismo tão sofisticado para calcular a distância da presa? O teste final veio de um experimento simples e engenhoso. Como imagem fora de foco só se forma na parte da retina sensível ao verde (L2), os cientistas resolveram verificar a precisão do salto da aranha em ambientes nos quais a luz ambiente não possuísse uma das cores. Para isso, basta colocar diferentes filtros na luz ambiente e verificar o que acontecia com o pulo da aranha.

Eles observaram que, se o verde fosse suprimido (e nenhuma luz chegasse às camadas L1 e L2), a aranha era capaz de enxergar a presa usando a luz que chegava à camada L3 e L4 e saltar na direção correta - mas o pulo era sempre mais curto que o necessário e a presa escapava.

Se o ambiente continha somente luz verde, o pulo era perfeito. Esse resultado sugere que o cérebro da aranha é capaz de combinar a informação obtida a partir da luz verde focada (L1) e desfocada (L2) e calcular a distância da presa. Depois, basta ajustar o salto de modo a garantir sua captura.

Isso demonstra como o sistema visual dos insetos é sofisticado e muito diferente do utilizado pelos mamíferos. A consequência dessa descoberta é que uma aranha nunca vai poder apreciar um filme 3D em uma dessas novas salas de cinema. A tecnologia usada para criar a ilusão tridimensional em nossos cérebros utiliza imagens obtidas de diferentes ângulos, que são direcionadas pelos óculos para cada um de nossos olhos.

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