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Sobre la visión de la cucaracha de mar

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Sobre la visión de la cucaracha de mar

Área: Biología — Viernes, 29 de Abril de 2011
La cucaracha marina tiene cientos de ojos de aragonito que funcionan tanto dentro del agua como fuera.
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Ojos de cucaracha marina. Fuente: Daniel Speiser, Current Biology.
Hay varios desarrollos evolutivos que se han “inventado” varias veces a lo largo de la historia biológica de este planeta. Así por ejemplo, el vuelo ha sido desarrollado por insectos, reptiles, aves y mamíferos. Otro ejemplo puede ser la visión, para la que se han adoptado distintas técnicas, mecanismos, pigmentos, etc.
En este caso vamos a tratar el caso de la cucaracha de mar, que cuenta con un tipo de visión realmente extraña entre los animales. Su caparazón o concha está cubierto por una multitud de ojos elementales que le proporciona una visión simple, pero suficiente para detectar posibles depredadores y que ha evolucionado recientemente.
La cucaracha de mar, quitón, quitón peludo, o Acanthopleura granulata es un molusco de unos 7 cm de longitud que vive en aguas tropicales del Atlántico y que se alimenta de algas. Su concha segmentada en ocho placas separadas recuerda algún tipo de armadura medieval y le permite camuflarse entre las rocas. 
Hace décadas se descubrió que estos moluscos estaban recubiertos cientos de ojos muy simples, pero no se sabía ni su composición. Ahora, gracias a la cristalografía de rayos X, se ha descubierto que la lente de estos ojos está hecha de aragonito, que es un mineral de composición igual a la calcita (carbonato cálcico) pero que tiene una estructura cristalina diferente. Es el único caso conocido de lente óptica de aragonito del mundo animal. Los ojos de los trilobites también eran minerales, pero de calcita en lugar de aragonito. Según Sönke Johnsen, de la Universidad de Duke, es muy sorprendente que estas criaturas fabriquen sus ojos con ese mineral. Johnsen y Daniel Speiser han estado estudiado recientemente la visión de este animal.
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Acanthopleura granulata. Fuente: Wikimedia Commons.
La concha de este molusco también es de aragonito así que la fabricación de las lentes para los ojos de este animal es otro ejemplo de cómo la evolución trabaja sobre lo que ya hay y lo modifica para nuevas funciones. Los inventos desde cero no suelen ser habituales en el mundo evolutivo.
Aunque los antepasados de estos moluscos se remonta a hace 500 millones de años, hace sólo 25 millones de años que empezaron a desarrollar la visión, al menos según el registro fósil. Es una ruta evolutiva para hacer ojos distinta a la humana o a la de otras espcecies.
Cientos de lentes cubren la superficie de las placas de estos moluscos y debajo de ellas hay racimos de células sensibles a luz. Sin embargo, no se sabía mucho de la calidad de visión que tenían estos animales hasta ahora. No es lo mismo distinguir entre claro y oscuro que distinguir formas. Estos científicos se pusieron a investigar este aspecto. Resulta que estas criaturas sí pueden ver objetos que estén sobre ellos, aunque no muy bien.
Para averiguar esto los investigadores dispusieron unos quitones sobre una pizarra. Cuando no se les perturbaba levantaban parte de su armadura para respirar. En ese momento se les mostraba un disco negro con un diámetro de entre 0,35 y 10 cm o bien lámina gris de 10 cm que bloqueaba una cantidad de luz equivalente. Ambos objetos se situaban a 20 centímetros del molusco.
Los quitones no respondían ante la presencia de la lámina gris, pero se ponía a la defensiva (se contraían) cuando se les mostraba un disco de 3 cm. Por tanto, no responden a un simple cambio de iluminación, sino a la presencia de una forma. El equivalente en humanos sería un disco con un tamaño aparente de 20 lunas llenas. Esto hace a la visión humana miles de veces mejor que la de este molusco, pero aún así las cucarachas marinas muestran tener una visión que quizás les sea suficiente para salvaguardarse de los depredadores. Esta visión les permitiría distinguir entre un depredador aproximándose y una simple disminución de la luz incidente debido, por ejemplo, al paso de una nube.
Todo aquel que se haya sumergido y haya abierto los ojos habrá comprobado que se ve muy mal allá abajo. La diferencia entre los índices de refracción del agua y del aire es tal que nuestros ojos no funcionan bien bajo el líquido elemento, ya que nuestra visión no ha evolucionado en ese medio. A la inversa se pondría decir lo mismo de los peces. Estos investigadores comprobaron si los ojos de la cucaracha marina funcionaban igual en agua que en el aire, ya que esta especie vive en ambos medios.
Los experimentos sugieren que los ojos de estas criaturas enfocan de diferente manera si están en el agua o sobre ella, haciendo que su visión funcione igual de bien en ambos medios. El aragonito dobla los rayos de luz en dos direcciones diferentes y crea una doble imagen. Parece ser que el animal podría usar una u otra dependiendo de si se encuentra en el aire o en el agua, utilizando para ello un distinto juego de células fotosensibles. Esto representa una adaptación muy inteligente, ya que el animal pasa un tiempo similar en ambos medios.
Los ojos de estos animales son una anomalía evolutiva. Las retinas de estos animales son similares a las de los caracoles o babosas, pero así como los segundos responden a la aparición de luz brillante, en el caso de los quitones sólo responde a la desaparición de la luz.
Quien sabe, quizás los ojos de este animal inspiren a los ingenieros para usar lentes bifocales en cámaras y otros sistemas ópticos. Mientras tanto simplemente nos han maravillado.
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Thalia