The anatomy of the cetacean eye differs from terrestrial mammals and has specific
adaptations for the aquatic environment, such as the ability to adjust to the properties and
challenges of the aquatic environment. They have remarkable adaptations, such as a
thicker sclera and cornea, high vascularization, and well-developed extraocular muscles.
The veterinary ophthalmology of marine mammals is an emerging and little-explored
area, with studies concentrated on pinnipeds and odontocetes and few studies on free living mysticetes.
The aim of this study was to analyze and describe the anatomical structures of the
eyes of Humpback whales (Megaptera novaeangliae) and possible pathological
processes, relating the dimensions of the ophthalmic structures to the age group, sex and
total length of the animal, using ultrasound and histology. To this end, 21 eyes were used,
from 19 individuals that stranded alive and died, between the municipalities of
Linhares/ES and Salvador/BA, between 2001 and 2019. Seventeen (17) individuals were
classified as code 2 (fresh carcasses, with no signs of decomposition) and two individuals
as code 3 (carcasses in a moderate stage of decomposition), with a predominant age
group of young (n=15), followed by juveniles (n=3) and a single adult specimen. About
sex, there were 12 males and five females among the individuals with a determined sex
(n=17).
The ultrasound findings show that the cornea of these animals is thinner in the
center of the eye and thicker in the periphery, with an oval-shaped lens. Part of the
animals (n=14) showed an intraocular filamentary structure, which originates near the
optic nerve and extends to the lens. Among the alterations found ultrasonographically,
there was a prevalence of retinal detachment (n=13) and corneal alterations (n=10), with
irregularities and thickening and, histologically, a predominance of circulatory alterations
(n=6), with the hypothesis that the circulatory alterations found are due to systemic
alterations that occurred during the stranding of these animals.
Statistically, a positive correlation was found between the size of the animal and
some variables, such as eyeball width (r=0.021), lens thickness (r=0.010) and lens
diameter (r=0.020). Significant differences in means were found when comparing the age
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range of the animals, between calves and juveniles, in the variables eyeball width
(ρ=0.019), corneal thickness in the center (ρ=0.012), lens diameter (ρ=0.018) and lens
thickness (ρ=0.028). There were no differences in the variables analyzed (eyeball width,
corneal thickness at the center and extremities, corneal thickness at the center and
extremities, scleral cartilage thickness at both extremities, anterior chamber thickness,
lens thickness and diameter, vitreous, axial eyeball length, posterior chamber thickness,
ciliary body thickness and optic nerve diameter) in relation to the sex of the individual.
Histologically, the cornea is divided into five layers, with the epithelial layer
divided into 13 layers of cells, separated by Bowman's membrane, and the iris has a
poorly developed dilator muscle and a more developed sphincter muscle. The retina is
made up of ten photosensitive layers, with the presence of cones and rods and has a
structure made up of loose connective tissue, interspersed with blood vessels, which
originates in the region of the optic nerve and extends throughout the vitreous chamber,
up to the lens and has an ophthalmic network that forms a tangle of arterial and venous
vessels, dispersed in abundant connective tissue and the ciliary muscle is vestigial.
The intraocular structure, histologically, originates in the central region of the
optic nerve and extends throughout the vitreous chamber, until it attaches to the lens and
is formed by loose connective tissue, interspersed with blood vessels.
Due to the size of humpback whale eyes, the study showed that linear transducers
with a range between 7 and 12 MHz and convex transducers with a range between 2 and
5.5 MHz were more suitable for visualizing the structures.
The sonographic and histological findings corroborate those described in the
literature for other mysticetes in terms of the morphology of most of the structures. The
filamentous structure found has not been described in any other cetacean species and its
function remains unknown, but it may be a lens support tissue, since it appears to stretch
and retract, or it may be a hyperplastic persistence of the primitive vitreous, a congenital
anomaly reported in other animal species, although in this study there was a high
prevalence of this structure.
Ophthalmology in marine animals is still little explored, especially when it comes
to mysticetes, and new studies are needed to clarify the functions of ocular structures,
generating information that can help veterinarians during the stranding of large cetaceans
and generate knowledge for conservation actions.A anatomia do olho dos cetáceos difere dos mamíferos terrestres e apresenta adaptações
específicas para o meio aquático, como a capacidade de se ajustar às propriedades e
desafios do ambiente aquático. Possuem adaptações marcantes, como a esclera e córnea
mais espessas, alta vascularização e músculos extraoculares bem desenvolvidos. A
oftalmologia veterinária de mamíferos marinhos é uma área emergente e pouco
explorada, com os estudos concentrados em pinípedes e odontocetos e poucos estudos em
misticetos de vida livre.
O presente trabalho objetivou analisar e descrever as estruturas anatômicas dos olhos de
baleias-jubarte (Megaptera novaeangliae) e eventuais processos patológicos,
relacionando as dimensões das estruturas oftálmicas com a faixa etária, sexo e
comprimento total do animal, através do uso de ultrassonografia e histologia. Para tanto,
utilizou 21 olhos, provenientes de 19 indivíduos, que encalharam vivos e foram a óbito
ou mortos, entre os municípios de Linhares/ES e Salvador/BA, entre os anos de 2001 e
2019. Dezessete (17) indivíduos foram classificados como código 2 (carcaças frescas,
sem sinais de decomposição) e dois indivíduos como código 3 (carcaça em moderado
estágio de decomposição), com faixa etária predominante de filhotes (n=15), seguido de
juvenis (n=3) e um único exemplar adulto. Com relação ao sexo, foram 12 machos e
cinco fêmeas, dentre os indivíduos com sexo determinado (n=17).
Os achados ultrassonográficos demonstram que a córnea desses animais é mais delgada
no centro do olho e mais espessa na periferia, com lente de formato ovalado. Parte dos
animais (n=14) apresentou uma estrutura filamentar intraocular, que se origina próxima
ao nervo óptico e se estende à lente. Entre as alterações encontradas
ultrassonograficamente, houve prevalência de descolamento de retina (n=13) e alterações
em córnea (n=10), com irregularidades e espessamento e, histologicamente,
predominância de alterações circulatórias (n=6), com a hipótese de que as alterações
circulatórias encontradas são decorrentes de alterações sistêmicas ocorridas durante o
encalhe desses animais.
Estatisticamente, uma correlação positiva foi encontrada entre o tamanho do animal e
algumas variáveis, como largura do bulbo (r=0,021), espessura da lente (r=0,010) e
diâmetro da lente (r=0,020). Diferenças significativas das médias foram encontradas
quando comparada a faixa etária dos animais, entre filhotes e juvenis, nas variáveis
largura do bulbo (ρ=0,019), espessura da córnea no centro (ρ=0,012), diâmetro da lente
(ρ=0,018) e espessura da lente (ρ=0,028). Não houve diferenças nas variáveis analisadas
(largura do bulbo, espessura da córnea no centro e extremidades, espessura da córnea no
centro e nas extremidades, espessura da cartilagem escleral nas duas extremidades,
espessura da câmara anterior, espessura e diâmetro da lente, vítreo, comprimento axial do
bulbo, espessura da câmara posterior, espessura do corpo ciliar e diâmetro do nervo
óptico) quanto ao sexo do indivíduo.
Histologicamente, a córnea é dividida em cinco camadas, sendo a camada epitelial
dividida em 13 camadas de células, separadas pela membrana de Bowman e a íris possui
o músculo dilatador pouco desenvolvido e o músculo esfíncter mais desenvolvido. A
retina é constituída por dez camadas fotossensíveis, com presença de cones e bastonetes e
possui uma estrutura formada por tecido conjuntivo frouxo, entremeada por vasos
sanguíneos, que se origina na região do nervo óptico e se estende por toda a câmara
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vítrea, até a lente e possui uma rede oftálmica forma um emaranhado de vasos arteriais e
venosos, dispersos em tecido conjuntivo abundante e o músculo ciliar é vestigial.
A estrutura intraocular, histologicamente, se origina na região central do nervo óptico e se
estende por toda a câmara vítrea, até se fixar à lente e é formada por tecido conjuntivo
frouxo, entremeada por vasos sanguíneos.
Devido as dimensões dos olhos de baleia-jubarte, o estudo mostrou que os transdutores
lineares com alcance entre 7 a 12 MHz e os convexos com alcance entre 2 a 5,5 MHz se
mostraram mais adequados para a visibilização das estruturas.
Os achados ultrassonográficos e histológicos corroboram com os achados em literatura
descritos para outros misticetos na morfologia da maioria das estruturas. A estrutura
filamentar encontrada não está descrita em qualquer outra espécie de cetáceo e
permanece com a função desconhecida, porém pode-se tratar de um tecido de sustentação
da lente, uma vez que ela parece se esticar e retrair, ou, ainda, que ela seja uma
persistência hiperplásica do vítreo primitivo, uma anomalia congênita relatada em outras
espécies de animais, embora nesse estudo haja uma alta prevalência dessa estrutura.
A oftalmologia em animais marinhos ainda é pouco explorada, em especial quando se
trata de misticetos e novos estudos se fazem necessários para esclarecer as funções das
estruturas oculares, gerando informações que podem auxiliar os médicos veterinários
durante o atendimento de encalhe de grandes cetáceos e gerar conhecimento para ações
de conservação
