Olhos de insetos inspiram tecnologias no manejo de pragas

A visão dos insetos sustenta comportamentos essenciais como voo, busca por alimento, reprodução e evasão de predadores. Essa capacidade resulta de estruturas oculares diversas, moldadas por milhões de anos de evolução. Revisão científica descreve como ela fundamenta tecnologias visuais aplicadas ao manejo de pragas agrícolas, com foco em seletividade e redução do uso de inseticidas químicos.

Os insetos utilizam três tipos principais de órgãos visuais. Olhos compostos predominam nos adultos. Ocelos atuam no controle do voo. Estemas aparecem em larvas. Os olhos compostos formam o principal sistema visual. Cada olho reúne centenas a dezenas de milhares de unidades chamadas omatídeos. A quantidade e a organização variam conforme o hábito da espécie. Libélulas alcançam cerca de 30 mil omatídeos por olho, com alta acuidade espacial. Vespas parasitoides apresentam poucas dezenas, com menor resolução.

A revisão descreve um compromisso biológico central. O sistema visual pode priorizar acuidade espacial ou sensibilidade à luz. Insetos diurnos, como abelhas, utilizam olhos do tipo aposição. Cada omatídeo funciona de forma isolada. Esse arranjo favorece a distinção de detalhes e cores. Insetos noturnos, como mariposas, utilizam olhos de superposição. Várias lentes concentram luz em um mesmo fotorreceptor. O sistema amplia a captação luminosa, com perda de resolução. Moscas adotam uma solução intermediária. O sistema de superposição neural aumenta a sensibilidade sem reduzir de forma significativa a acuidade.

Resposta à luz artificial

Essas diferenças estruturais influenciam diretamente a resposta dos insetos à luz artificial. A percepção visual não segue o padrão humano. Muitos insetos respondem de forma intensa a comprimentos de onda ultravioleta, azul e verde. A revisão aponta que lâmpadas incandescentes tradicionais não exploram essas sensibilidades. Por isso, armadilhas modernas utilizam LEDs com emissão espectral ajustada ao inseto-alvo.

Ensaios relatados indicam aumento de até 50% na captura quando o comprimento de onda coincide com a sensibilidade visual da espécie-alvo. Mosquitos e flebotomíneos respondem de forma eficiente a LEDs UV e azuis. Psilídeos apresentam atração por azul, amarelo e âmbar. Em contraste, certos besouros reduzem a resposta a esses comprimentos de onda. Essa diferença permite estratégias seletivas no manejo.

Inibição de comportamentos

Além da atração, a luz também pode inibir comportamentos. Iluminação amarela ou verde interfere na alimentação e na oviposição de pragas noturnas. Alguns comprimentos de onda atuam como repelentes visuais. O mecanismo envolve a interrupção de sinais usados na orientação espacial e na estabilização do voo.

A revisão descreve intervenções passivas baseadas em óptica ambiental. Filmes plásticos bloqueadores de UV, usados em estufas, reduzem a infestação de moscas-brancas e tripes. O bloqueio dificulta o reconhecimento visual do hospedeiro. A luz visível permanece disponível para a fotossíntese das plantas. Coberturas refletivas no solo produzem efeito semelhante. A reflexão da luz solar desorienta insetos em voo e reduz o pouso sobre as culturas.

Sistemas computacionais

O texto também apresenta avanços em sistemas computacionais. Modelos que simulam a visão do inseto orientam o desenho de armadilhas. Esses modelos consideram a sensibilidade dos fotorreceptores e a baixa resolução espacial do olho composto. A aplicação já ocorre no controle de tripes e moscas tsé-tsé, com armadilhas de cores não intuitivas para o observador humano.

Na fronteira tecnológica, a revisão descreve o chamado “photonic fence”. O sistema combina sensores ópticos, visão computacional e pulsos de laser. O equipamento detecta o inseto em voo e neutraliza o alvo em tempo real. Ensaios de campo citados no artigo indicam eficiência superior a 97% contra mosquitos e psilídeos, com baixa interferência sobre insetos não alvo. O mecanismo não envolve compostos químicos, o que reduz o risco de resistência.

Fototransdução

A base biológica dessas tecnologias reside na fototransdução. Fotorreceptores convertem luz em sinais elétricos por cascatas moleculares rápidas. O processo envolve opsinas sensíveis a diferentes comprimentos de onda. A diversidade e a expressão desses genes variam entre espécies e ambientes. Abelhas apresentam visão tricromática com sensibilidade a ultravioleta, azul e verde. Besouros de ambientes escuros perderam parte dessa diversidade, com sistemas visuais reduzidos.

A revisão destaca que o entendimento da visão dos insetos avança do nível anatômico ao molecular. Esse conhecimento sustenta soluções visuais mais precisas no manejo integrado de pragas.

Outras informações em doi.org/10.3390/insects17020167