NeoFronteras

Sobre la visión de los animales y de los mamíferos

Área: Biología — martes, 6 de noviembre de 2012

Dos trabajos nos hablan sobre el origen de la visión y sobre la evolución de ésta en mamíferos.

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Ojo de halcón. Fuente: Wikipedia.

Es instructivo observar con una lupa un fósil de trilobites que tenga ojos. Si nos fijamos en esos ojos veremos que son facetados, es decir, están compuestos por lentes individuales de calcita. No deja de ser fascinante pensar que la luz atravesó una vez esas mismas lentes y que el animal pudo contemplar el mundo que le rodeaba.
Pero para poder ver se necesita muchos más que una lente o un conjunto de ellas. Además de un cerebro para procesar la información, hacen falta pigmentos que sean sensibles a la luz y que permitan disparar la primera señal nerviosa.
Desde la visión de ese trilobites hasta nuestra visión la evolución ha producido muchos tipos de ojos que han dotado de visión a los animales, pero los pigmentos tipo opsinas implicados han sido muy parecidos. Sin embargo, los distintos informes relativos a las relaciones filogenéticas entre los primeros animales que poseían estos pigmentos son contradictorios.
Para solucionar este problema Davide Pisani y sus colaboradores de las Universidades de Bristol y Nacional de Irlanda han usado un modelo computacional para así recrear en detalle la historia de cómo y cuándo evolucionaron las opsinas. Esto ha permitido arrojar luz sobre el origen de la visión, lo que incluiría también el origen de la visión en los antepasados remotos de los seres humanos.
Con ese modelo computacional estos investigadores pusieron a prueba las distintas hipótesis sobre el origen evolutivo de estos pigmentos. El análisis tuvo en cuenta la información genética disponible sobre los linajes animales más relevantes, incluyendo un grupo de esponjas (Oscarella carmela) y los cnidarios. Son los animales más simples que presentan células nerviosas y órganos de los sentidos como los estatocistos y ocelos. Los ocelos son pequeñas estructuras fotorreceptoras que funcionan como órganos simples de la visión.
Estos investigadores pudieron reconstruir una historia evolutiva de estos pigmentos que se originaría en una opsina ancestral que produjo hace 700 millones de años. Esta opsina no era sensible a la luz, pero unos cambios genéticos durante 11 millones de años hicieron que adquiriera la habilidad de detectar la luz.
Según Pisani el hallazgo más importante del estudio es que la capacidad fotosensible de estos pigmentos se originó sólo una vez en la historia evolutiva de los animales. Por tanto, el origen de nuestra visión también se remontaría a ese evento único.

En otro estudio distinto investigadores de las universidades de Texas y Midwestern aclaran que desde la era de los dinosaurios la mayoría de las especies de mamíferos que están activos durante el día todavía retienen estructuras en sus ojos de visión nocturna de cuando sus antepasados tenían hábitos nocturnos, hace más de 65 millones de años. Sólo los primates antropoides como los monos y simios se desvían de este patrón, lo que incluye también a los humanos.
Se cree que durante el Mesozoico los mamíferos tenían hábitos nocturnos y que este largo periodo de tiempo de adaptación a la oscuridad habría dejado rasgos que habrían perdurado durante mucho tiempo en el sistema de visión. A los mamíferos les costó mucho adaptar su visión, al pasar su actividad de ser nocturna a ser diurna, porque no sufrían mucha presión de selección. Es lo que se llama la teoría del “cuello de botella nocturno”. El hecho de que los mamíferos actuales tengan una forma de ojo que parece nocturna si los comparamos con reptiles u aves es una prueba de la fuerte influencia de la historia evolutiva sobre la anatomía moderna. No deja de ser sorprendente esta influencia después de 65 millones de años, pero es precisamente lo que han descubierto en este estudio.
El Mesozoico (Triásico, Jurásico y Cretácico) comenzó hace 250 millones de años y duró hasta hace 65 millones de años. Los mamíferos serían nocturnos en esa época, entre otras razones, para evitar ser depredados por los dinosaurios que eran predominantemente diurnos. A partir del fin del Cretácico los dinosaurios desaparecieron y dejaron muchos nichos ecológicos vacíos que fueron conquistados por aves y mamíferos.
Para poder sobrevivir en la oscuridad de la noche, los mamíferos mesozoicos tenían unas capacidades de visión especiales, como una buena visión de color y gran agudeza visual que se perdieron al pasar por el “cuello de botella” evolutivo.
Estos investigadores analizaron mediante métodos estadísticos multivariantes grandes cantidades de datos sobre la anatomía de los ojos de distintos animales. En concreto sobre 266 especies de mamíferos. Además, compararon estos resultados con los ojos de aves y reptiles. Encontraron que la actividad nocturna o diurna de los mamíferos produce muy pocas diferencias en la morfología del ojo, pero a la vez los ojos de los mamíferos, incluso los diurnos, se parecían a los ojos de aves y reptiles nocturnos.
La explicación seria que después de la desaparición de los dinosaurios los mamíferos que pasaron a tener vida diurna en lugar de nocturna no sufrieron una gran presión de selección para adaptar mejor su visión a las nuevas condiciones.
La excepción serían los primates antropoides que sí desarrollaron un ojo mejor diseñado para la visión diurna. Al igual que las aves y lagartos estos mamíferos tienen (tenemos) córneas pequeñas comparadas con la longitud del ojo como adaptación a una mejor agudeza visual. Los humanos y otros antropoides son muy dependientes de la visión para casi todo y por esta razón nuestros ojos son distintos a los de otros mamíferos. En el pasado nuestros antepasados remotos sufrieron una presión de selección que hizo que sus ojos evolucionaran hacia una mejor adaptación a la luz del día.

Así que, amigo lector, si ha podido leer esto se debe a que hace un poco menos de 700 millones de años se desarrolló la primera opsina fotosensible y lo ha podido ver bien porque hace no tanto tiempo el antepasado de los primates antropoides se separó evolutivamente del resto de los mamíferos y necesitó ver mejor.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Nota de prensa.
Artículo original.
Artículo original.

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1 Comentario

  1. daniel:

    Si no lo he entendido mal estaríamos ante otro caso de camino no escogido sino heredado, como el esqueleto de los mamíferos marinos que comentábamos en “¿Es la evolución predecible?”. Cuando los dinosaurios se extinguieron los mamíferos se expandieron pero no dejaron de usar su ojo nocturno aunque ahora fuesen animales diurnos. ¿Por qué? ¿No había presión de selección suficiente? Podría ser, ya que como dice el artículo “Eye shape and the nocturnal bottleneck of mammals” hay mamíferos que son activos tanto de noche como de día. ¿En los antropoides sí hubo una presión lo bastante intensa como para modificar el ojo de nocturno a diurno? ¿Alguna relación con la inteligencia?

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