Ojos: tres trucos que no te esperabas

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

24 Comentarios

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Milhaud

Fascinante. No sabía de la existencia de estos mecanismos en los ojos de algunos animales. Sin duda el más sorprendente es el de la luz polarizada. Muchas veces había leido sobre cómo algunos animales utilizaban el magnetismo para orientarse (de las palomas se suele decir, si la memoria no me falla), pero nunca había oído hablar sobre que algunos animales utilizasen la polarización de la luz con fines similares.

Gran artículo.

CrisCris

Ciencia en hechos cotidianos explicados de manera sencilla
Enhorabuena por el artículo

JorgeJorge

Algo que siempre me he preguntado es cómo funcionan los ojos de los anfibios. Utilizan algún sistema para adaptarse al comportamiento de la luz dentro y fuera del agua? o ven mal en uno de ambos medios? o quizás ven de una manera “pasable” pero no perfecta en ambos?

Francisco J. Hernández

Utilizan todo tipo de trucos. Unos tienen la cornea plana para que no importe si hay aire o agua en el exterior.

Otros tienen como “dos ojos en uno” para poder ver cuando están semisumergidos: la parte superior de la retina está colocada para enfocar los rayos que vienen desde abajo (y por tanto desde el agua), y la parte inferior los que vienen de abajo (desde el aire).

Algunas aves que se sumergen para pescar han desarrollado un modo de deformar enormemente el cristalino para poder enfocar tanto dentro como fuera del agua.

AmaraAmara

Ohhh qué bonita es!!! :-)

Como usuaria de gafas polarizadas digo como la del anuncio “que no me lo quiten”. Geniales sobre todo para conducir.

Gracias Francisco, gran artículo!

carguacargua

Esa misma pregunta me hice yo… Y llevo media hora buscando videos o fotos que puediesen haber en la red al respecto sin exito.

Francisco J. Hernández

No sé porqué con Vieira no aparece nada. Será que las vemos siempre muertas y cocinadas… Si buscas por Pectinidae, que es el nombre técnico, o su nombre inglés Scallop, encontrarás alguna imagen más.

sargentopezsargentopez

Esta es la razón de que las aves suelan estamparse contra los cristales de algunos edificios. Detectan la luz polarizada del cristal y se lanzan alli creyendo que se trata del reflejo de agua.

OrayoOrayo

Que gozada de articulo, gracias por traerlo. Cosas como estas hacen que ame más la naturaleza y la ciencia.

DarkSapiens

Wow, magnífico artículo. Si es que la física está metida en todos sitios, son artículos como éste los que la sacan a relucir para admiración del público en general. Genial :)

Saludos!

lgiuglgiug

Una pequeña acotación: El tapetum que tienen en general los animales de hábitos nocturnos y que reflejan la luz se denomina *tapetum lucidum*. Mientras que el del resto de los mamiferos, por ejemplo el nuestro, recibe el nombre de *tapetum nigrum*.

pinxpinx

gracias ,qué bien explicado para los legos.
y la foto de la vieira…..no tiene precio…..

JorgeJorge

A mí me da muuucho mal rollo que ese bicho te esté mirando con sus muchos ojitos azules pequeñitos :S

3 Trackbacks

Información Bitacoras.com…

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