Os ollos, desde os mecanismos máis simples de enfatización da luz a máquinas de alta definición

2009/09/01 Korta Hernandez, Nerea - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biologia
• Zoologia
• Anatomia/Fisiologia

Baixa a auga, a mil metros, chega moi pouca luz. Dificilmente pódese ver nada. Con todo, os peixes que habitan a estas profundidades teñen métodos paira detectar si chega algún raio de luz. Xeralmente teñen ollos cilíndricos. Deste xeito, poden detectar os raios dos peixes con luminiscencia e a dirección da luz. Pero teñen un campo visual moi limitado, o que pode ser moi perigoso na vida salvaxe.

Dúas especies de peces abisais superaron este problema. Até hai pouco non se capturaron exemplares destas dúas especies, polo que se crían erroneamente sobre elas.

Uno deles é o peixe Dolichopteryx longipes, sobre o que se dicía que tiña catro ollos. Pero cando foi capturado, os investigadores descubriron a peculiaridade dos seus ollos. Non ten catro ollos, senón dous. Os outros dous órganos ojivales son espellos. Estes espellos dirixen a luz cara á retina para que poidan ver o que teñen na parte inferior. "Dirixen a luz á vista real, é moi intelixente. Deste xeito amplíase o campo de captación, xa que ten a oportunidade de ver o superior e o inferior", afirma a bióloga Miren Bego Urrutia, profesora e investigadora de Fisiología Animal da UPV.

Este peixe é o primeiro vertebrado que desenvolveu espellos nos ollos paira enfocar a luz e controla a orientación cara a un punto focal concreto. Con todo, a técnica que utiliza paira crear o espello non é nova: utiliza plaquitas de cristal orgánico en moitas capas, como moitos peixes fan cos escamas.

O outro caso é o de Macropinna microstoma. Desde que foi descrito en 1939, foi un misterio, cunha cabeza transparente que crían que só podía ver cos seus ollos ao superior. Pero recentemente rodouse un exemplar por parte dos investigadores do Acuario da Bahía Monterrey. Entón viron que o peixe é capaz de moverse os ollos como querían, e que non está pegado na cabeza cara arriba. Iso é o que explica que a cabeza sexa transparente, ten os ollos dentro da cabeza!

Potencial de vantaxe

Todos os indicios apuntan a que na Explosión Cámbrica apareceu a capacidade de detectar a luz. Segundo os expertos, entón xurdiu o depredador, polo que calquera vantaxe podía ser determinante paira a supervivencia. "Primeiro produciuse un proceso fotorreceptor: debe existir un pigmento, a luz debe excitar ese pigmento, o que provocará una quinada nerviosa", explica Urrutia.

Urrutia aclara que este proceso aparece en todos os grupos de animais: "Crese que a evolución dos ollos foi repetida, pero o punto inicial sería a fotorrecepción en todos". De feito, científicos do Instituto Max Planck investigan os comezos da evolución ocular. Segundo eles, o verme acuático Platynereis dumerilii é a especie máis próxima á formación dos ollos. Ten catro manchas oculares formadas por dúas células: un fotorreceptor e una célula de pigmentación. Os expertos de Max Planck creen que cando detecta a luz, una sinal eléctrico move o verme cara á luz.

A partir de aí, a contorna impuxo as necesidades e, por tanto, as distintas formas de ver. Así, a fotorrecepción converteuse en visión.

Nos ollos capaces de crear imaxe, os máis simples parécense á cámara escura, como os de Nautilus. Este molusco non cambiou durante millóns de anos e os seus ollos son dos máis antigos. "Non ten lentes. Por un pequeno buraco entra a luz, o que crea una imaxe investida na parte traseira, como facían as primeiras cámaras fotográficas", afirma Urrutia.

Pero a menor profundidade e fóra do mar, as necesidades cambian. Hai máis luz e máis depredadores. Por iso, algúns artrópodos e moluscos teñen ollos de maior campo visual, ollos compostos. As abellas son un exemplo diso. Os ollos compostos están formados por grupos de ollos simples. Cada ollo simple é una omatidio, una unidade óptica. Cada un deles recibe una parte do campo receptor. Únense as zonas receptoras de cada unidade e obtense a imaxe en mosaico. Poden ser grandes ollos con alto contido de omatidios; a maior tamaño do ollo, maior amplitude do campo visual.

Entre os vertebrados apareceron os ollos que producen imaxes de alta resolución: os ollos de cámara fotográfica. Son similares ás cámaras fotográficas actuais, con lentes paira refracción e concentración e co iris como diafragma.

O exemplo máis coñecido paira o ser humano é o do ser humano, pero non o máis perfecto. A visión humana ten varias imperfeccións: "en primeiro lugar, os problemas normais de visión humana (miopía, astigmatismo...) serían mortais na vida salvaxe", explica Urrutia. Por outra banda, as células fotorreceptoras humanas están situadas ao revés. A luz debe percorrer todo o globo ocular paira chegar á retina, onde se atopan os fotorreceptores. Ademais, as células ganglionares que forman o nervio óptico salguen pola vía da luz, xerando un punto cego. Sería como pasar os cables por diante do obxectivo da cámara de fotos. Con todo, o punto cego é compensado pola visión binocular e a parte que falta está formada polo cerebro.

Percepción de cores

A percepción das cores tamén é diferente dunha especie a outra. A luz non chega por igual a todas partes e os ollos adaptáronse segundo as necesidades.

"Os fotopigments son capaces de diferenciar cores. Nos vertebrados, isto ocorre nos conos", di Urrutia. Na retina hai conos e bastóns, células fotorreceptoras sensibles á luz. "Os fotopigments dos bastóns, ao ser todos do mesmo tipo, proporcionan unicamente información sobre a intensidade". Os bastóns funcionan ben na escuridade porque son moi sensibles á luz. Pero os conos necesitan moita luz, polo que na escuridade non se pode ver cor.

Ao non verse ningunha cor na escuridade, os animais da noite non necesitan moitos conos e teñen moitos bastóns. Así, son capaces de velos de noite, pero en xeral ven menos cores durante o día. Os do día teñen que diferenciar as cores: atopar comida, buscar parella, ver rapaces... Por tanto, teñen menos bastóns e máis conos.

Por exemplo, os humanos temos tres tipos de conos: a visión tricromática. Un cono rodea a lume, o outro ao azul e o outro ao verde. Isto permite ver una ampla gama de cores.

Durante moito tempo creuse que os cans o ven en branco e negro, pero os últimos estudos demostraron que teñen una visión similar á do home, cunha gama máis reducida de vermellos e verdes.

A maioría dos animais teñen dous tipos de conos: visión dicromática. E os animais da noite, como os mapaches e as huevas, veno en branco e negro. A súa visión é monocromática.

A necesidade ás veces supera límites que parecen insuperables. Por exemplo, as abellas e algúns paxaros deben recibir información das flores paira sobrevivir. Por iso, teñen catro ou máis tipos de conos que son capaces de detectar tamén aos ultravioletas. "Nós non temos fotopigmento paira velo --explica Urrutiak--, pero as características que a nós nos pasan desapercibidos poden resultar atractivas paira as abellas, xa que as flores pódenlles enviar información importante".

En ecosistemas duros, como o deserto, é imposible cazar de día á maioría dos depredadores. Ao saír de noite, algunhas especies de serpes utilizan infravermellos paira detectar a presa. Con todo, non detectan luz, senón calor. Detectan o infravermello cuns orificios faciais e logo a información intégrase coa vista, creando algo parecido á imaxe. "Realizaron experimentos coas serpes de castañuelas de Centroamérica. Pola noite, no deserto, ao baixar as temperaturas, os ratos e coellos salguen dos burladeros. As serpes son capaces de detectar a calor e de localizalo de forma moi eficiente", sinalou Urrutia.

Con todo, os límites do espectro visible son moi similares aos da visión humana. "O que os humanos ven é a parte máis importante do espectro que nos chega do Sol. A parte de gran lonxitude de onda é filtrada polos vapores de auga atmosféricos. Outra parte é filtrada por ozono. Os filtros non son do todo efectivos e pasan algúns raios. Pero os infravermellos teñen pouca enerxía para que ocorra a fotorrecepción. Os ultravioletas, pola súa banda, teñen demasiada enerxía e rompen as moléculas que a absorben". Por tanto, os límites físicos son insalvables, aínda que algúns animais son capaces de distinguir máis cores entre eles.

Pódese pensar que ver máis cores, ter visión nocturna, ter máis campo visual ou máis rigor son vantaxes. Pero, con que? Segundo Urrutia, "cada animal vive nunhas condicións. O adecuado a estas condicións é iso. Uns teñen adaptacións especiais, pero non son comparables con outros". En definitiva, o que supón una vantaxe paira una especie pode ser una desvantaxe paira outra.