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Fotorreceptores
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Os fotorreceptores absorvem a energia luminosa através dos pigmentos. Pigmentos são moléculas que sofrem modificações químicas quando atingidas por fótons ("pacotes" de energia que compõem as radiações eletromagnéticas) que compõem a luz.
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Em diversos invertebrados, como platelmintos, anelídeos e moluscos, os fotorreceptores compõem os ocelos. Os ocelos são estruturas simples que informam ao sistema nervoso sobre a intensidade e a direção da luz, mas não formam imagens. Os olhos são estruturas mais complexas, nas quais a luz penetra projetando imagens.
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Planária
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Há três tipos básicos de olhos. O mais simples, presente na maioria dos moluscos e em alguns poliquetos, não possui uma lente. Consiste numa câmara com uma pequena abertura por onde a luz passa e atinge as células fotorreceptoras. Outro tipo de olho, maior que o primeiro, está presente em vertebrados e nos moluscos cefalópodes. Este consiste numa câmara em cuja abertura há uma lente capaz de focalizar a luz que entra. O terceiro tipo, encontrado na maioria dos artrópodes, é o olho composto multifacetado. Já os olhos dos vertebrados são bolsas membranosas cheias de líquido, que ficam embutidas nas órbitas oculares (cavidades nos ossos do crânio). Cada olho pode girar dentro da órbita, e seu movimento é controlado por músculos.
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O olho composto dos artrópodes é formado por milhares de detectores de luz chamados omatídeos. Cada omatídeo tem sua córnea e seu cristalino próprios. Acredita-se que os olhos compostos propiciem ao animal imagens semelhantes a mosaicos, pois cada omatídeo forma uma imagem de parte do objeto. Uma vantagem seria a capacidade de ver coisas muito próximas ao olho, além da grande habilidade em detectar movimentos. Os olhos dos insetos, por exemplo, são cinco vezes mais sensíveis ao movimento que o olho humano. Uma lâmpada que produz cerca de 60 lampejos por segundo é vista pelo olho humano como uma emissão contínua de luz. Um inseto pode enxergar todos esses lampejos, pois seus olhos são capazes de perceber freqüências de até 300 lampejos por segundo.
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Olho composto de um mosquito
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Ainda no caso dos insetos, a visão das cores é bem desenvolvida e permite que eles enxerguem comprimentos de onda invisíveis ao olho humano, como a luz ultravioleta. O pigmento responsável pela visão nos animais é a rodopsina. A matéria-prima para formação da rodopsina é a vitamina A (ácido retinóico), que por sua vez é obtida a partir do β-caroteno, um pigmento vegetal. A cenoura é rica em β-caroteno, razão pela qual diz-se popularmente que comer cenoura faz bem para a vista. Quando atingida pela luz, a rodopsina muda sua conformação molecular, adquirindo atividade enzimática. Com isto, tem início uma série de reações que acionam os neurônios associados às células fotorreceptoras.
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