Ojos: tres trucos que no te esperabas

Por Colaborador Invitado, el 13 enero, 2011. Categoría(s): Biología

Cuando Charles Darwin desarrollaba su teoría sobre el origen de las especies, pensar en el ojo le producía un “sudor frío”. Entre todos los órganos, era el ojo el que Darwin encontraba más difícil de imaginar evolucionando poco a poco.

Hoy nos puede parecer igual de inverosímil, pero las pruebas están ahí para convencernos. Hemos encontrado organismos que presentan ojos en casi todas las etapas, desde una pared de células fotosensibles hasta el ojo humano. De hecho, sabemos que hay ojos que se han desarrollado de manera completamente independiente de la línea evolutiva que llega a los vertebrados. Tenemos por ejemplo los ojos compuestos de los insectos, los simples de las arañas (parecidos a los nuestros pero con los fotoreceptores de la retina “apuntando al lado correcto” o los ojos simples de calamares y pulpos.

Algunos de los ojos que se han analizado, recurren a estrategias más propias de la tecnología, y que no esperarías encontrarte en un animal. Veamos algunas de ellas.

1. ESPEJOS

Seguramente sabrás que muchos vertebrados tienen un espejo (llamado tapetum) tras la retina, con lo cual la luz al reflejar tiene otra oportunidad de ser detectada por los fotoreceptores. Esta es la razón de que los ojos de los gatos brillen al ser iluminados por las luces de un coche.

Sin embargo, no es tan conocido el hecho de que hay ojos que utilizan espejos para formar imágenes sobre la retina. El mejor ejemplo es la Vieira, el bicho que produce las conchas de los peregrinos del Camino de Santiago. En cada uno de sus numerosos ojos de 1mm de radio, la imagen es producida de la manera que se indica en el diagrama.

Imagen: 2009 Phys. Educ. 44 175

2. SISTEMAS COMPLEJOS DE LENTES

Si alguna vez has buceado con los ojos abiertos y sin gafas en la piscina, te habrás dado cuenta de que ves borroso. La presencia de agua en el exterior de la córnea elimina efectivamente sus características como lente, convirtiéndonos en unos buceadores hipermétropes.

Los animales acuáticos tienen que corregir este efecto con una lente más potente, y para ello disponen de varias estrategias. Una de ellas es hacer lentes con un índice de refracción no homogéneo, algo que la tecnología aún no ha conseguido imitar del todo. Éste es la estrategia más extendida, tanto en peces como en cefalópodos, siendo un buen ejemplo de convergencia evolutiva.

Otra estrategia es mucho menos inesperada: utilizar varias lentes que, combinadas, nos den la potencia deseada, de un modo muy similar a lo que hace un objetivo de una cámara. Entre los pocos animales que sigan esta estrategia podemos resaltar el copépodo Pontella, cuyo macho usa un total de tres lentes.

Podemos ver una imagen de un macho (A, derecha) y una hembra (con un elemento menos, A, izquierda) de esta especie, y un diagrama (B) de la disposición de las lentes. De hecho, algo sorprendente para un animal tan pequeño, podemos ver en el diagrama que el sistema está preparado para corregir aberraciones esféricas: la supercie superior es parabólica.

(Foto: Invertebrate vision, Eric Warrant y Dan-Eric Nilsson

3. DETECCIÓN DE LUZ POLARIZADA

Nuestros ojos nos dan información sobre intensidad, y también información parcial sobre el espectro de la luz (lo que llamamos color). Al contrario que otros animales, los ojos humanos obvian otra característica importante: la polarización.

Como ya sabreis, la luz es una onda electromagnética formada por un campo eléctrico y otro magnético realimentándose el uno al otro por devoción a las Ecuaciones de Maxwell. En cada punto del espacio, estos campos son vectores, siempre perpendiculares a la dirección de propagación. Llamamos plano de polarización de la luz al ángulo que forma éste campo con la dirección de propagación.

Simplicando mucho, en la luz natural estos planos suelen estar orientados al azar. Sin embargo, en ciertas radiaciones hay una cierta predilección a que el plano de polarización esté en una determinada dirección. Cuando se da este fenómeno, decimos que tenemos luz polarizada.

¿Por qué le interesaría a un animal detectar una propiedad de la luz tan rara que casi no puedo explicar sin ecuaciones? Ya hemos comentado que la luz natural (del Sol o una bombilla) no es polarizada, pero hay dos procesos en la naturaleza que pueden producirla. El primero (como intuirán los usuarios de gafas polarizadas o de otros polarizadores para fotografía) es la reflexión sobre una supercie no metálica. De este modo, un animal con unos ojos sensibles la polarización puede detectar ríos y charcas por la luz polarizada que reflejan.

El segundo proceso que polariza la luz es el “scattering” (difusión de la luz), ese fenómeno tan simpático que es responsable de que el cielo sea azul. A diferentes ángulos con respecto al Sol, la luz del cielo producida por dicho scattering tiene diferentes grados de polarización. Se sabe que hormigas y abejas usan este fenómeno como ayuda a la navegación.

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Este artículo nos lo envía Francisco J. Hernández, un físico de formación pero que, como él mismo nos cuenta en su correo, se ha embarcado en la investigación biológica. Actualmente se encuentra estudiando neurobiología y visión en insectos en un laboratorio de la Universidad de Cambridge



Por Colaborador Invitado, publicado el 13 enero, 2011
Categoría(s): Biología

 

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