Mimetismo e camuflagem em cefalópodes: Acaso ou Design?

Palestra: Rodolfo Paiva
Sábado, 23 de Janeiro
UNASP – Centro Universitário Adventista de São Paulo
Mimetismo e camuflagem em cefalópodes:
Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem: Acaso ou Design?
Mimetismo e camuflagem dos cefalópodes: Acaso
ou Design?
Mimetismo e Camuflagem
Por que a estratégia dos cefalópodes é o ápice do
mimetismo e camuflagem?
Mimetismo e camuflagem dos cefalópodes: Acaso
ou Design?
• Cefalópode é a classe de animais marinhos que fazem parte
do Philo Mollusca e que compreendem os:
Polvos
Lulas
Sépias
Os Cefalópodes
Mas, por que um mecanismo tão complexo para
sobreviver?
• Características morfológicas desses animais;
• Vivem num dos ecossistemas mais complexos já registrados;
• Importantes meios de comunicação inter e intraespécie.
Funcionamento da Camuflagem
• Como funciona o mecanismo de camuflagem
avançado dos cefalópodes?
1. Sistema de coloração
2. Sistema de reflexão de luz;
CROMATÓFOROS
LEUCÓFOROS E
IRIDÓFOROS
Sistema de coloração
“Os cromatóforos dos cefalópodes são fisiológica e
estruturalmente diferentes dos cromatóforos de outros
grupos animais, visto que constituem verdadeiros
órgãos neuromusculares e não são controlados
hormonalmente.”
J. B. Messenger, 2001
Sistema de coloração
Componentes do cromatóforo.
Adaptado de J. B. Messenger, 2001.
Sistema de coloração
Sepia officinalis
Loligo pealei
Sistema de coloração
• Os cromatóforos não estão dispersos aleatoriamente;
3
2
1
A
B
Ontogenia
(Morfologia + Fisiologia)
Packard,1988.
C
Sistema de coloração: corte vertical
1
2
3
Brincando com os números
Em uma das espécies estudadas temos:
• 120 μm de diâmetro / cromatóforo;
Área:
π.r2
Eq.1 Ac = 3,1416 * 602
Eq.2 Ac = 3,1416 * (60*0,001)2
Eq.3 Ac = 3,1416 * (0,06)2
Eq.4 Ac = 3,1416 * 0,0036 mm2
Eq.5 Ac = 0,011 mm2
Brincando com os números
Agora: supondo 1 mm² de área da pele do animal,
temos que:
Área total / área do cromatóforo
1 mm² / 0,011 mm2 =
± 90 posições distintas.
E no caso dessa espécie, a densidade de cromatóforos
por mm² é de 8 unidades.
Brincando com os números
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Classified - Internal use
8
9
10
Brincando com os números
Aplicando-se a fórmula probabilística, temos:
C n,p = n! / p!(n-p)!
Sendo que:
n = 90 (posições) e
p = 8 (unidades/mm²)
Brincando com os números
Aplicando-se a fórmula probabilística, temos:
C 90,8 = 90! / 8!(90-8)!
C 90,8 = 90*89*88*87*86*85*84*83*82!
8!(90-8)!
C 90,8 = 90*89*88*87*86*85*84*83
8*7*6*5*4*3*2*1
Brincando com os números
Então:
C 90,8 = 3,12 x 1015
40320
C 90,8 = 7,73 x 1010
Arredondando: 1 chance em 77 bilhões.
Brincando com os números
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Resultado seria:
90 * 41.507.642 *
3486 = 1,3 x 1013
13.000.000.000.000
Brincando com os números
Supondo uma TV 42’ cuja área é igual a ~ 480.000 mm²,
temos:
Full HD = ~ 2,1 megapixel – 4,4 pixels / mm²
UHDTV 4k = ~ 8 megapixel – 16,7 pixels / mm²
UHDTV 8k = ~ 16 megapixel – 33,3 pixels / mm²
Brincando com os números
Octopus Vulgaris = 230 cromatóforos / mm²
(pixels)
Alguns Padrões
Alguns Padrões
Alguns Padrões
Sistema de reflexão da luz
IRIDÓFOROS:
• Localizados abaixo dos cromatóforos;
• Células
incolores,
achatadas,
contendo
cristais
distribuídos em multicamadas;
• Refletem variadas cores, mas em especial AZUL e
VERDE.
Alguns Padrões
Sistema de reflexão da luz
Sistema de reflexão da luz
LEUCÓFOROS:
• Formada por proteína refletora, translúcida e sem cor;
• Reflectina - refletem todos os comprimentos de onda
de luz que as atingem e de qualquer ângulo;
• Coincidir a tonalidade da pele com a do fundo;
Sistema de reflexão da luz
Esquema de um leucóforo
Adaptado da página Tree of life project
Sistema de reflexão da luz
A
cromatóforos
leucóforos
expandidos
Sistema de reflexão da luz
B
cromatóforos
leucóforos
retraídos
Tudo junto e misturado
Outros dispositivos da camuflagem
• Músculos da pele;
TEXTURA
• Músculos do corpo;
POSTURA E
LOCOMOÇÃO
Outros dispositivos da camuflagem
Classified - Internal use
O que tudo isso significa?
Para ser possível um sistema eficiente de camuflagem
como a dos cefalópodes, é preciso:
Comportamento
Padrão do Corpo
1. “N” componentes cromáticos;
2. “N” componentes texturais;
3. “N” componentes posturais;
4. “N” componentes locomotores;
5. SINCRONISMO entre TODOS de uma SÓ vez.
EXEMPLOS
Sepia officinalis:
• 34 componentes cromáticos;
• 6 componentes texturais;
• 8 componentes posturais;
• 7 componentes locomotores;
• Mais de 50 componentes para gerar um padrão de camuflagem.
Hanlon & Messenger 1988.
EXEMPLOS
Loligo pealei:
• 34 componentes cromáticos;
• 5 componentes posturais;
• 12 componentes locomotores;
• Mais de 50 componentes.
Hanlon et al 1999b.
EXEMPLOS
Octopus vulgaris:
• 19 componentes cromáticos;
• 6 componentes texturais;
• 14 componentes posturais;
• 4 componentes locomotores;
• Total de 43 componentes.
Packard & Sanders 1971.
Mais uma complicação para a Evolução
E quem comanda tudo isso?
Uma central multimídia com:
• Um cérebro altamente desenvolvido e complexo;
• Com uma memória incrível;
• E com sistemas de código fonte e linguagem de
programação.
Mais uma complicação para a Evolução
INFORMAÇÃO!!!
E o que “dizem” os fósseis?
Nectocaris pteryx
MR Smith & J-B Caron. Nature 465, 469-472 (2010)
O resumo dessa ópera é:
Mimetismo e
Camuflagem dos
Cefalópodes
Central
Multimídia Processo de
informação
Olhos / Tato /
Olfato
Cérebro
Captação de
informação
Condução
Enervações
da
informação
Músculos
Textura, Postura,
Tamanho, Forma e
Locomoção
Leucóforos
Reflexão
de luz
Iridóforos
Brilho e
Contraste
Cromatóforos
Coloração e suas
matizes
Sistemas Ativos
Sistemas Passivo-ativos
Morfologia + Fisiologia + Hardware + Software =
Comportamento + Padrão de Cor + Formas + Tamanhos
Mimetismo e a Camuflagem dos
cefalópodes evidenciam a existência
óbvia, clara e transparente de DESIGN
NA NATUREZA.
MUITO OBRIGADO!!!
Classified - Internal use
Principais Referencias Bibliográficas
1.
Messenger, J.B. Cephalopod chromatophores: neurobiology and natural
history. Biol. Rev. 2001, 76 pp. 473-528. Cambrige Philosophical Society
2.
Hanlon R.T. Cephalopod dynamic camouflage. Curr. Biol. 17, 400–404 – 2007.
3.
Froesch, D., & Messenger J. B. (1978). On leucophores and the
chromatic unit of Octopus vulgaris. Journal of Zoology (London). 186, 163173.
4.
Martin R. Smith & Jean-Bernard Caron. Primitive soft-bodied cephalopods
from the Cambrian. Nature 465, 469-472.