La visión en color de peces abisales
Descubren una gran variedad de genes ligados a pigmentos de la visión en color que operan en los bastones de algunos peces abisales.
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La retina de los humanos contiene dos tipos de células fotorreceptoras: bastones y conos. Los conos son responsables del color y los bastones están especializados en la visión bajo bajas condiciones de iluminación a costa de la información del color.
Los últimos responsables de esta percepción del color son unos pigmentos que se denominan opsinas. Estas opsinas generan una señal electroquímica que finalmente permite un impulso nervioso que es interpretado como color o intensidad luminosa por el cerebro. El número y tipo de opsinas expresadas en las células fotoreceptoras determina los colores que el animal percibe, incluido el ser humano.
La visión humana consta de cuatro de estas moléculas, un para la parte roja del espectro, una para la parte verde y otra para parte azul que están en los conos. La cuarta (RH1) es la que funciona en los bastones. Es muy sensible y nos permite ver en casi oscuridad, pero sólo en blanco y negro.
Estas opsinas dependen de unos genes específicos. A veces sufren mutaciones que se pueden heredar y que les hacen funcionar de un modo distinto. Un ejemplo de esto sería el daltonismo, cuya variante más habitual hace que la opsina responsable de la percepción del rojo y la responsable del verde funcionen casi igual, lo que provoca la confusión de algunos colores en los que portan esta mutación.
La percepción del color varía entre distintos animales y no depende de lo complejo que sea el animal. Muchos mamíferos, por ejemplo, no ven el color rojo, mientras que algunos insectos sí lo ven o incluso ven el ultravioleta. También se sabía que algunos animales marinos, como las galeras, tienen una visión en color bastante rica.
Pero se suponía que los peces abisales, que viven en regiones marinas en donde casi no hay luz, eran ciegos o prácticamente ciegos al color. Ahora, un equipo internacional de investigadores ha publicado un estudio en el que cuestiona la anterior hipótesis sobre los peces abisales. Es el primer artículo que examina la diversidad y versatilidad del sistema visual de estos animales. Los genes responsables de la visión en este tipo de peces son mucho más variados de lo que se creía, lo que permite una evolución del sistema visual mucho más rápida de lo que se imaginaba.
En este estudio se analizaron los genomas de 101 especies de peces y los investigadores descubrieron que algunas de las especies analizadas poseen bastones con opsinas de distinto tipo que permiten una visión en color basada en bastones y no en conos.
Lo habitual en otros animales es que los conos sean los responsables de la visión en color, pero son muy poco sensibles, por eso sólo funcionan en condiciones de alta iluminación. En las profundidades abisales la cantidad de luz es muy baja, así que estos peces han echado mano de los bastones que son más sensibles, pero los han dotado de pigmentos variados para así ver en color.
En el 99% de los vertebrados los bastones sólo expresan un tipo de opsina, lo que significa que son ciegos al color en condiciones de baja iluminación.
En la mayoría de los peces que viven a gran profundidad se da la misma situación, pero en 13 de las especies analizadas los bastones contienen varios tipos de opsinas. A partir de la secuencia de aminoácidos, los investigadores han sido capaces de saber a qué partes del espectro visible son más sensibles estas opsinas.
En cuatro de esas especies los bastones contienen más de tres genes de opsinas. Estas opsinas parecen ser variantes (o mutantes) de la sensible RH1 que tienen otros vertebrados y serían muy sensibles a la luz. Por tanto, los genes extras responsables parecen haberse diversificado por evolución para ser más capaces de capturar la débil luz reinante en las distintas longitudes de onda.
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Habiendo en los bastones varias de estas opsinas sintonizadas para distintos colores y siendo muy sensibles, es fácil suponer que este sistema permite a estos peces la visión en color a baja iluminación. Aunque, de momento, no es posible hacer experimentos para comprobar directamente este punto. Ni in situ debido a la profundad a la que habría que operar, ni en laboratorio porque estos peces no sobreviven al viaje a la superficie debido al cambio de presión.
En una de estas especies (el pez espinoso plateado o Diretmus argenteus, representado el primero en la ilustración anterior) los investigadores encontraron nada menos que 38 genes diferentes que expresan opsinas sensibles a distintas longitudes de onda. Son más opsinas que las encontradas en los conos de cualquier especie de pez o de cualquier otro vertebrado. Además, la retina de este pez cuenta con bastones que son más largos que los habituales que cuentan con más capas dedicadas a contener pigmentos. Esto haría que fueran aún más sensibles. Básicamente capturaría casi cualquier fotón incidente.
«Es muy sorprendente. Significa que el pez espinoso plateado tiene capacidades visuales muy diferentes a las que creíamos» dice Karen Carleton (University of Maryland).
Lo intrigante es la razón por la cual estos peces cuentan con este tipo de visión. Carleton sospecha que la razón puede estar en la detección de la presa adecuada. Hasta ahora se creía que los animales que viven a más de 300 metros de profundidad no tiene visión en color porque sólo llega la luz azul del sol a esa profundidad. La mayoría de los ojos de los vertebrados serían incapaces de detectar esta débil luz. A partir de los 1000 metros de profundidad ya no llega ninguna luz solar y sólo queda la bioluminiscencia generada por crustáceos, pulpos, bacterias e incluso peces. Por consiguiente, los animales que ahí viven sí deben percibir esa luz generada por bioluminescemcia y sí que están expuestos a sus distintos colores.
En este estudio han podido ver que las opsinas de los bastones de visión de estos peces son sensibles a longitudes de onda que se solapan con las longitudes de onda que emiten seres abisales por bioluminescencia. Parece ser, por tanto, que la visión de estos peces está sintonizada con los colores de la luz emitida por los seres sobre los que se alimentan.
Es curioso que esta riqueza en opsinas se dé en peces que viven a gran profundidad, a más de 1000 metros en donde no hay ni rastro de luz solar, frente a otras especies que viven más arriba y que cuentan con menos opsinas. Esto apoyaría la hipótesis de la bioluminiscencia.
Es importante subrayar que cuatro de las especies estudiadas tienen más de tres opsinas diferentes en los bastones son especies que no están emparentadas entre sí. Esto sugiere que la visión en color basada en bastones de los peces abisales evolucionó de forma independiente varias veces porque confiere beneficios para la supervivencia.
Los investigadores implicados en este estudio esperan ahora ampliar este tipo de análisis a otros peces abisales y a peces emparentados con el pez Diretmus argenteus que vivan en aguas someras.
Copyleft: atribuir con enlace a htpps://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Wen-Sung Chung, University of Queensland
Ilustración: Pavel Riha, Univestiry of South Bohemia, Ceske Budejovice.
26 Comentarios
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lunes 13 mayo, 2019 @ 4:04 am
Pues sorpresa al canto y paradigma al W.C. de Maese De. Thriller…Y sorpresa también con el número de opinas detectadas.
Thanksgiving hoy verte muchas, queridísimo Neo.
lunes 13 mayo, 2019 @ 4:08 am
Capulla la tablet. Nuevamente disculpas.
lunes 13 mayo, 2019 @ 9:27 am
Pues yo no veo imposible sacar y mantener un pez abisal vivo en un laboratorio: Se pone una trampa o cebo en una caja de paredes resistentes al cambio de presión. Sea que el pez entra. Detectada esa entrada, se sube la caja y, tal como está, se la lleva a una cámara de presión calibrada a la que vivía el pez capturado -con agua marina, por supuesto-. Se abre la caja y el pez queda a la vista si las paredes de la cámara de presión son transparentes. Otra cuestión será y dependerá de lo que se quiera investigar.
lunes 13 mayo, 2019 @ 9:44 am
Es curioso y puede apoyar la teoría de la captación de la luz de los bioluminiscentes para predar sobre ellos, o sobre otros que queden iluminados, que en las cuevas profundas, sin luz, muchos animales, diría que pececillos y reptiles hayan perdido la capacidad de ver, que sean ciegos. Será que en ellas no hay bioluminiscentes.
lunes 13 mayo, 2019 @ 10:34 am
Ángel A Miguel: Tu podrías tableal os salesabi rarti.
Azotesabra.
lunes 13 mayo, 2019 @ 10:39 am
Predón.
lunes 13 mayo, 2019 @ 11:38 pm
Ja, ja!!
A destacar también la extraordinaria sensibilidad de este tipo de visión, capaz de captar prácticamente cualquier fotón que incida, como explican en la noticia.
martes 14 mayo, 2019 @ 9:50 am
Me he documentado ligeramente y veo que en mi comentario 4 basado en algún párrafo del artículo -quizá precipitadamente leído-, daba por hecho que los bioluminiscentes eran siempre presas, pero resulta que son -y parece que mayormente- predadores que usan su emisión luminosa para atraer a sus presas.
Sabía que en los fondos abisales había vida, pero no podía imaginar que tanta y tan curiosa. Por ejemplo que los ojos del calamar «colosal» sean los mayores que existen o que el color rojizo sirva para camuflarse. Resulta muy interesante.
jueves 16 mayo, 2019 @ 5:46 pm
Y también resulta verosímil que usen la bioluminiscencia para los rituales de apareamiento.
viernes 17 mayo, 2019 @ 8:48 am
Los humanos solemos apagar la luz.
sábado 18 mayo, 2019 @ 5:58 am
Depende, también hay quien se pone calzas fluorescentes…
Siguiendo con aqueste nuestro di-álogo, que preferiríamos fuese muchilogo, se menciona a los daltónicos, pero un caso mucho más extraordinario es el de las personas que tienen visión tetracromatica, lo que les brinda una paleta de colores 100 veces superior a la del resto de los humanos.
Es el caso de la pintora Concetta Antico que cuando mira a un cielo que para el resto de nosotros solo es azul, contempla una gama increíble de tonos de azul, pero también violetas, amarillos o verdes.
https://www.playgroundmag.net/studio/historias/concetta-antico-tetracromatismo-mujer-capaz-ver-cien-millones-colores_22671080.html
Abrazos llenos de color.
sábado 18 mayo, 2019 @ 9:31 am
Invierto el orden de tu comentar:
Muy curiosa la cuestión de la tetracromía. Si una de las maravillas de la naturaleza es el color, es de suponer que, con una paleta más amplia, el gozo será mayor. Pienso en esos pobres animales que solo ven grises más o menos claros; creo que roedores… Pero pienso que muchos otros que poseen tetracromía -creo que las aves- no me parece que tengan conciencia de la belleza. Así es la vida…
Sí, parece que hay escasez de comentarios.
Supongo que alguna vez habrá que quitarse las fluorescentes…
Hay una canción a propósito de la cual, solo pondré un poquito:
… y si por que no atino
loca te pones
cuélgame un farolillo
de los…
Espero que el filtro sea benévolo conmigo.
Abrazos.
lunes 20 mayo, 2019 @ 1:41 am
Casi tan benévolo como Irene.
Mucho ánimo, mi querido amigo.
lunes 20 mayo, 2019 @ 9:19 am
Supongo te refieres a Irene de Atenas.
Si ánimos tengo, pero el destino, a veces, tiene perversos caprichos.
Un fuerte abrazo.
martes 21 mayo, 2019 @ 1:11 am
Ja, ja!!!
Sobre lo que comentas del sentido de la belleza en las aves, lo puedes meditar mejor si piensas en el despliegue de color y coreografía que ejecuta un pavo real, un ave del paraíso o un urogallo.
Hablando de urogallos te voy a contar un lance sorprendente que he visto en un docu la semana pasada: el caso es que estaban dos machos en plena batalla, tan enzarzados que no vieron abalanzarse a un águila real sobre uno de ellos, matándolo en un par de segundos. El otro urogallo empezó a atacar al águila, que a pesar de ser de un peso similar no parecía inmutarse con los picotazos del urogallo, pero como el susodicho persistía, acabó soltando al primero y liquidando al segundo igualmente, siendo el fin de sus urogallos existencias.
martes 21 mayo, 2019 @ 1:13 am
Urogallas existencias, quería decir.
miércoles 22 mayo, 2019 @ 10:39 am
Las águilas son, diría, los animales mejor armados que existen. Vi, en un documental, a una de ellas matar a un lobo en un país del centro-sur de Asia. Debía haber sido entrenada para ello, pues el lobo es mucho más grande. Pero la gran velocidad que alcanzan unido a sus cuatro o cinco kg dan una energía muy alta. Sus garras son muy grandes y fuertes y con sus uñas afiladas pueden atravesar los huesos del cráneo de muchos animales. Y el pico es fortísimo. Además, como tienen tanta envergadura pueden volar con gran peso. Muchos habremos visto la famosa secuencia de «El hombre y la Tierra» en la que un águila se lleva volando a un muflón -o algo así-. Una vez, estaba con mi familia en los Picos de Europa y sentí temor porque un águila, posada en una roca alta no lejana, nos miraba fijamente. Temí por alguno de ellos, pero ahora pienso que también su hubiera atrevido conmigo.
miércoles 22 mayo, 2019 @ 10:08 pm
Como dato que también puede resultar sorprendente, se suele alabar su vista, pero la realidad es que aunque gozan de mejor visión a distancia que los humanos, nosotros tenemos mucho mejor contraste que las rapaces.
jueves 23 mayo, 2019 @ 9:03 am
Pues me asombra lo que explicas, porque recuerdo haber leído que tienen algo así como dos focos de visión diferenciados, uno para localización fina y otro para más general. Claro que eso puede no ser incompatible con otras facultades, como el contraste o el color.
viernes 24 mayo, 2019 @ 12:57 am
Para las pruebas de contraste, imagina una pantalla de ordenador a 15 o 20 metros de distancia: sobre un fondo claro, se proyectan líneas oscuras cada vez más estrechas, hasta que llega un momento que ya no se distinguen. En ese tipo de prueba, nuestra visión es superior a la de las rapaces.
Y en cuanto al olfato, según estudios recientes hay un animal que deja atrás al cerro y al oso: el elefante.
viernes 24 mayo, 2019 @ 9:53 am
No concibo a una rapaz intentando leer en un ordenador, pero si tú me lo aseguras, me lo creo. En cuanto al elefante y al cerro (la famosa tablet), pienso que el elefante, con ese trombón que tiene por nariz, ha de ser capaz de todo, aunque no sé si resulta útil para detectar trufas, porque como le gusten, a ver qué haces. Lo digo porque una vez, en el parque del Retiro, en el zoo, mi hijo, de cosa de un añito o así, le ofreció un cacahuete a un elefante y este lo cogió, pero el niño no lo quería soltar y ganó el elefante, claro, ante el berreo de mi hijo.
viernes 24 mayo, 2019 @ 5:20 pm
Lo que se proyecta en la pantalla son líneas negras paralelas que, a medida que avanza la prueba, se van haciendo más estrechas hasta que llegue el momento en que el sujeto que se está enfrentando a la prueba deje de distinguirlas.
Abrazos.
sábado 25 mayo, 2019 @ 10:06 am
¡Venga, Miguel, que ya lo entendí a la primera! Sabes que me gusta el humor, aunque sea algo pobre. ¿Qué se le va a hacer? Uno da para lo que puede.
Un abrazo de este que, en la lejanía, es algo así como un punto.
martes 28 mayo, 2019 @ 1:05 am
Menos de dos meses de distancia: estaré de vacaciones en Alicante la segunda quincena de julio y puede ser muy buen momento para invitarte a la cena que tenemos pendiente.
Abrazos electrofanfarronicos.
miércoles 29 mayo, 2019 @ 7:41 am
Iré contando los días. Ya sabes cuanto deseo darte ese abrazo electrocutante. Ya hablaremos de esto, quizá hoy mismo, junto con otras cosas muy interesantes pero que, de momento al menos, no interesan a nuestros compañeros comentaristas.
Pues eso: abrazos.
miércoles 29 mayo, 2019 @ 6:22 pm
A menos que alguno quiera apuntarse, que estaríamos encantados. Tenemos antes otra celebración en junio: el aniversario de Neofronteras.
Abrazos generalizados.