Estos días hemos visto una serie de titulares que anuncian el descubrimiento de las sorprendentes capacidades de la piel de un pez. “Este pez no solo ve con los ojos, también lo hace con la piel” (ABC), “Científicos descubren un pez que es capaz de ‘ver’ con su propia piel” (DW.com), “Descubren pez capaz de ver a través de su piel” (YouTube, canal Milenium)… Estas afirmaciones no son demasiado precisas, pero el descubrimiento al que hacen referencia es realmente fascinante. Vamos a explicarlo.
“Ver”, poseer capacidad visual, implica generar una imagen del entorno mediante células sensibles a la luz, un aparato óptico y un sistema nervioso que integre esta información. De esta forma, artrópodos, cefalópodos o vertebrados poseen ojos con la función de elaborar una representación del mundo y, por tanto, son capaces de ver. Un tema diferente es la sensibilidad a la luz. Para tener esta sensibilidad solo es necesario contar con células fotorreceptoras, células que expresan proteínas, generalmente de la familia de las opsinas, asociadas a una molécula sensible a la luz, normalmente un retinoide derivado de la vitamina A. La activación de la molécula fotosensible por la luz lleva a un cambio en la conformación de la opsina, provocando una cadena de reacciones que terminan en la generación de un impulso nervioso. De esta forma muchos invertebrados son capaces de detectar la luz y responder a ella, aunque no sean capaces de ver.
La presencia de células fotorreceptoras en la piel de diferentes animales, tales como reptiles, anfibios, peces o crustáceos era conocida desde hace bastante tiempo (revisado en [1]). Se sabía que fragmentos aislados de la piel del pulpo y otros cefalópodos son capaces de cambiar de color en respuesta a la iluminación. La piel del calamar Doryteuthis pealeii y la de la sepia (Sepia officinalis) contiene todos los elementos necesarios para la fotorrecepción, incluyendo rodopsinas y las proteínas del sistema de transducción de la señal luminosa [2]. Especialmente curioso es el caso de la salamanquesa común (Tarentola mauritanica), que oscurece o aclara su piel dependiendo de su contexto, aunque tenga los ojos vendados. Eso sí, cuando se cubre la piel de los flancos, el cambio de color no se produce a pesar de tener una visión normal [3].
El interés del reciente artículo publicado por un grupo de autores estadounidenses [4] consiste en que por primera vez se ha desvelado la organización celular y la función del sistema fotorreceptor dérmico en un pez, concretamente en el pez perro (Lachnolaimus maximus) del Atlántico occidental. Se trata de un animal con gran capacidad para cambiar de color. Las células fotorreceptoras de su piel expresan una opsina, la SWS1 (por short wavelength sensitive opsin) que detecta sobre todo la luz azul-violeta. Estas células forman una capa situada inmediatamente por debajo de la capa de cromatóforos (Figura 1). Los cromatóforos contienen un pigmento que puede distribuirse por la célula de dos formas. O se agrupa en una pequeña vesícula, dejando pasar la luz, o se extiende por toda la célula, reflejando una parte del espectro visible. Dependiendo del pigmento, la luz reflejada será de un color u otro, dando así color a esa parte de la piel.
El estudio mostró que el pigmento disperso de los cromatóforos del pez perro solo deja pasar la luz de longitudes de onda larga, fundamentalmente la de color rojo. Como hemos dicho antes, la opsina SWS1 es sensible solo al color azul-violeta, con lo que no puede ser activada en este caso. En cambio, si el pigmento se condensa, la luz de longitud de onda corta atraviesa el cromatóforo, activa SWS1 y genera las señales correspondientes. Dado que hay una célula fotorreceptora por cada cromatóforo, el sorprendente resultado es que el pez obtiene información en tiempo real del estado de cada uno de sus cromatóforos y, presuntamente, podría ajustar su estado y adaptar así su patrón de color a su conveniencia.
Es decir, el pez no ve el mundo que le rodea, sino que conoce de esta forma su propio color, como si se mirara en un espejo o como si obtuviera una foto de su piel desde dentro de su cuerpo. Este mecanismo es realmente sorprendente, y plantea muchas cuestiones que deberán ser aclaradas en el futuro. Por ejemplo, cómo se envía esta información al cerebro para su integración, si es que esto se produce. Y cómo se genera la respuesta para modificar el estado de los cromatóforos y adaptar el color del cuerpo al entorno. En cualquier caso, el pez perro se ha convertido en un modelo extraordinario para estudiar el fenómeno de la fotorrecepción dérmica.
Este artículo nos lo envía Ramón Muñoz-Chápuli (Granada, 1956) ha sido catedrático de Biología Animal en la Universidad de Málaga hasta su reciente jubilación. Ha publicado un centenar de artículos científicos sobre Biología del Desarrollo y Evolución Animal en revistas nacionales e internacionales, además de numerosos artículos divulgativos. Su docencia se ha centrado sobre todo en estos temas, aunque ha impartido también clases de Historia de la Biología y Filosofía de la Ciencia a nivel de posgrado. Ha sido Vicedecano de la Facultad de Ciencias y Director de la Escuela de Doctorado de la UMA. Es autor de varios relatos premiados en certámenes literarios y de dos novelas El sueño del Anticristo y Zugwang.
Referencias científicas y más información:
[1] Kelley JL, Davies WIL. The biological mechanisms and behavioral functions of opsin-based light detection by the skin. Front Ecol Evol 2016;4. Doi:10.3389/fevo.2016.00106.
[2] Kingston AC, Kuzirian AM, Hanlon RT, Cronin TW. Visual phototransduction components in cephalopod chromatophores suggest dermal photoreception. J Exp Biol. 2015;218:1596-602. Doi: 10.1242/jeb.117945.
[3] Fulgione D, Trapanese M, Maselli V, Rippa D, Itri F, Avallone B, Van Damme R, Monti DM, Raia P. Seeing through the skin: Dermal light sensitivity provides cryptism in moorish gecko. J Zool 2014;294:122–128. Doi: 10.1111/jzo.12159
[4] Schweikert LE, Bagge LE, Naughton LF, Bolin JR, Wheeler BR, Grace MS, Bracken-Grissom HD, Johnsen S. Dynamic light filtering over dermal opsin as a sensory feedback system in fish color change. Nat Commun. 2023;14(1):4642. Doi: 10.1038/s41467-023-40166-4.
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