Espectro de absorçao da luz e morfologia funcional das lentes celulares no peixe Notothenia Coriiceps Richardson, 1844

Abstract

Resumo: A luz exerce grande influência sobre os seres vivos em seu habitat. Os olhos dos peixes são o principal órgão fotoreceptor e o mais complexo órgão sensorial existente. As lentes celulares fazem parte deste órgão e são as principais responsáveis pelo grande poder de refração dos olhos em ambientes aquáticos. As lentes celulares são formadas basicamente por uma família de proteínas que correspondem à cerca de 90% do seu peso seco. A estrutura das lentes celulares é tal que fornece uma grande transparência. O peixe antártico Notothenia coriiceps RICHARDSON, 1844 vive em situações de extremas luminosidade, pois na região antártica há períodos de 24 horas/dia de luz (verão), 24 horas/dia de escuridão (inverno) e períodos intermediários entre estes dois extremos nas outras duas estações do ano (outono e primavera). Os peixes estudados foram coletados no período do verão antártico. Indivíduos de 24,5 a 45,5 cm foram sacrificados, e as lentes celulares extraídas após dissecação dos olhos. Observou-se que as lentes celulares são esféricas e possuem simetria sagital. A análise estrutural revelou que as lentes celulares são compostas por duas partes distintas e discerníveis entre si: um fino epitélio que envolve as lentes por completo e uma massa de fibras celulares que compreende cerca de 98% da lente. O epitélio é formado por três camadas: a camada mais externa muito fina sem presença de elementos celulares; a camada medial mais espessa que a camada externa e também sem elementos celulares; e a camada mais interna que está em íntimo contato com a massa de fibras, é rica em elementos celulares e a responsável pelo metabolismo da lente celular. A massa de fibras é composta por fibras simétricas, periódicas e paralelas entre si. Na região da massa de fibras que fica mais próxima ao epitélio encontrou-se a presença de elementos celulares espalhados aleatoriamente entre as fibras. Estes elementos celulares vão se tornando cada vez mais raros próximos à região central. Na região central não se encontrou nenhum destes elementos celulares. Além disso, próxima à região central, a periodicidade e a simetria da lente também vão desaparecendo. Existe uma relação entre a periodicidade e a simetria das fibras e o índice de refração da lente celular. As características da lente favorecem a formação da imagem na retina e conseqüentemente a capacidade visual destes peixes. O espectro de absorção para comprimentos de onda na faixa que vai do infravermelho ao ultravioleta revelou que no intervalo entre 600 a 800 nm há um gradual aumento de absorbância sem a presença de picos relativos. Acima de 800 nm a absorbância tem uma íngreme queda, e próximo de 1000 nm a absorbância pode ser considerada nula. No intervalo de 190 a 400 nm ocorreram dois picos de absorbância: um em torno de 220 nm e outro próximo de 340 nm. Esta análise revela que as lentes celulares funcionam como filtros de luz, deixando passar certos comprimentos de onda e barrando outros. A retenção de raios na faixa do ultravioleta ajuda a proteger a retina do processo degenerativo causado por estas radiações.

Abstract: Light has a great influence on the living beings in their habitats. In fish, eyes are the main photoreceptors and the most complex sensory organs. Cellular lenses are part of the eyes, and are the main responsible for their great refraction power in the aquatic environment. A family of proteins, corresponding to 90% of their dry weight, form the cellular lenses. The structure of the cellular lenses is such that they are highly transparent. The Antarctic fish Notothenia coriiceps RICHARDSON, 1844 lives in variable light conditions because in Antarctica there are periods of constant light during the summer, constant darkness during the winter and intermediate periods of light and darkness in the other seasons of the year. Fish of standard length 24.5cm - 45.5cm were collected during the Antarctic summer. After their sacrifice, the eyes were dissected out, and the lenses sampled. The cellular lens is spherical, with sagital symmetry. The structure of the lens shows two distinct portions: a thin epithelium that surrounds the lens completely and cellular fibres comprising around 98% of their mass. The epithelium has three layers: a thin external non cellular layer; a thicker medial non cellular layer; and an internal layer that is in close contact with the fibres, rich in cellular elements, and responsible for the metabolism of the cellular lens. The mass of fibres is composed of periodic, parallel and symmetrical fibres. In the region of the mass of fibres that is closer to the epithelium there are cells spread randomly among the fibres. These cell elements become rare closer to the central part of the lens. In the central part of the lens the cells are absent, and there is no more symmetry and periodicity of the fibres. There is a relation between periodicity and symmetry of fibres and the index of refraction of the cellular lenses. The characteristics of the lens favour the construction of the image at the retina and, consequently, the visual capacity of the fish. The absorption spectrum for wavelengths between infrared and ultraviolet revealed a gradual increase in absorbance between 600 and 800 nm, but no relative peaks. Above 800 nm the absorbance decreases rapidly, reaching zero close to 1000 nm. Between 190 and 400 nm two absorbance peaks were observed: one around 220 nm and the other close to 340 nm. This analysis shows that the lenses are light filters, retaining certain wavelengths. The retention of ultraviolet radiation protects the retina from the degenerative process caused by this radiation, and the vision of infrared may allow N. coriiceps to detect the presence of their warm-blooded predators.