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Es posible que tengamos que repensar lo que sabemos sobre cómo ven las pequeñas criaturas.

Los artrópodos como esta mosca Calliphora vomitoria tienen ojos compuestos. Créditos de la imagen: JJ Harrison.

Los insectos ven el mundo de manera muy diferente a nosotros, eso está claro. Durante mucho tiempo, los investigadores pensaron que no podían ver imágenes finas debido a la forma en que están construidos sus ojos. La mayoría de los insectos tienen ojos compuestos que consisten en muchas (hasta miles) pequeñas unidades oculares cubiertas por lentes. Juntos, estos funcionan para crear una imagen pixelada de baja resolución.

En contraste con eso, nuestros propios ojos tienen una sola lente, una cámara de megapíxeles que puede cambiar activamente la forma de la lente de acuerdo con diferentes necesidades y puede mantener los objetos cercanos y lejanos enfocados nítidamente, según nuestras diferentes necesidades. El resultado final de nuestros ojos es una imagen de alta resolución densamente empaquetada. Muy diferente a la de los insectos o al menos eso pensábamos.

Investigadores del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sheffields desafían esa visión de larga data. Trabajando con colegas de Beijing, Cambridge y Lisboa, descubrieron que los ojos compuestos de insectos también pueden generar imágenes de sorprendente alta resolución, debido a la forma en que las células fotorreceptoras manejan el movimiento de la imagen.

A diferencia del cristalino humano, los ojos de los insectos no pueden moverse para adaptarse a diferentes imágenes. Pero los investigadores de la Universidad de Sheffield descubrieron que hacen algo más para compensar eso: debajo de las lentes, las células fotorreceptoras se mueven rápidamente dentro y fuera de foco mientras toman muestras del mundo que las rodea. Este movimiento similar a una contracción es tan rápido que no podemos verlo a simple vista, y ha escapado durante mucho tiempo a la detección de los biólogos. Para estudiarlo a fondo, los investigadores tuvieron que improvisar un microscopio especial.

Los investigadores realizaron mediciones electrofisiológicas in vivo para comprender cómo ven los insectos. Créditos de imagen: Mikko Juusola et al Universidad de Sheffield.

Una célula fotorreceptora es un tipo especializado de célula que se encuentra en la retina y que absorbe luz (fotones). Al desencadenar un cambio en el potencial de membrana de las células, transforman esta entrada sensorial en señales eléctricas que luego se transmiten al cerebro. Los ojos compuestos son mejores para detectar bordes y son capaces de formar imágenes, pero se pensaba que les iba peor en términos de calidad de imagen general. Todavía les va peor que a los ojos humanos, simplemente no es tan malo como pensábamos.

Mediante el uso de ensayos electrofisiológicos, ópticos y de comportamiento con modelos matemáticos, hemos demostrado que las moscas de la fruta (Drosophila) tienen una visión mucho mejor de lo que los científicos creían durante los últimos 100 años.

Si se confirman estos hallazgos, los insectos combinarán estos movimientos normales de la cabeza y los ojos con contracciones superrápidas para resolver el mundo con mucho más detalle. Hasta ahora, esta visión mejorada solo se ha detectado en moscas de la fruta ( Drosophila ), pero los investigadores pronto pasarán a otros insectos, así como a vertebrados, con la esperanza de identificar patrones similares.

Mikko Juusola, profesor de neurociencia de sistemas en la Universidad de Sheffield y autor principal del estudio, dijo:

Desde los humanos hasta los insectos, todos los animales con buena visión, independientemente de la forma o el diseño de sus ojos, ven el mundo a través de movimientos oculares sacádicos rápidos y fijaciones de la mirada. Se sabe desde hace mucho tiempo que la adaptación visual rápida hace que el mundo que nos rodea se desvanezca de la percepción a menos que movemos los ojos para cancelar este efecto. Por otro lado, los movimientos oculares rápidos deberían nublar la visión, por lo que sigue siendo un enigma cómo funcionan los fotorreceptores con los movimientos oculares para ver el mundo con claridad.

Nuestros resultados muestran que al adaptar la forma en que las células fotorreceptoras toman muestras de la información de la luz a los movimientos sacádicos de los ojos y la fijación de la mirada, la evolución ha optimizado la percepción visual de los animales.

Los hallazgos han sido publicados en la revista de acceso abierto eLife.

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