El pez cebra, a diferencia de los humanos, tiene cuatro tipos de fotorreceptores cónicos
Los investigadores han revelado que los vertebrados no mamíferos podrían tener una forma mucho más simple y efectiva que los humanos de descifrar entre el color y la información en escala de grises.
Tom Baden, profesor de neurociencia y otros de su laboratorio en la Universidad de Sussex estaban investigando cómo responde y descifra el pez cebra entre diferentes longitudes de onda o colores de luz.
El profesor Baden dijo: "El pez cebra, a diferencia de los humanos, tiene cuatro tipos de fotorreceptores cónicos, neuronas especializadas en la retina que responden a la luz. Estos cuatro tipos a menudo se denominan rojo, verde, azul y ultravioleta. La suposición es que cada uno debe hacer lo que dice en el embase: el rojo debe responder a la luz roja, el verde a la luz verde, etc. Sin embargo, descubrimos que este no es el caso".
En las primeras mediciones directas in vivo de 'ajuste de color' de un fotorreceptor de vertebrados, el profesor Baden y su equipo, en colaboración con investigadores de la Universidad de Tübingen, Alemania y el Baylor College of Medicine en Texas, EE. UU., encontraron que el pez cebra puede descifrar color de una manera mucho más simple que los humanos. Su estudio describe cómo los 'conos rojos' respondieron al brillo, es decir, la información en blanco o negro, mientras que los 'conos verdes' respondieron a la información del color.
El profesor Baden explicó: "En los principios básicos, la visión del color requiere circuitos visuales para desenredar el brillo de la información del color. En la naturaleza, estos están fundamentalmente entrelazados, por lo que desenredarlos no es una tarea trivial, que en algunos casos puede requerir una gran cantidad de neuronas".
"En los seres humanos, algunos de estos se distribuyen por todos los ojos y el cerebro de formas que aún están lejos de entenderse. Por el contrario, los peces cebra resuelven este problema básico por sí mismos en el sitio más temprano posible, en la sinapsis de los fotorreceptores mismos".
Desde una perspectiva evolutiva, el profesor Baden explica que esta "estrategia de los peces" probablemente esté mucho más cerca del "origen de la visión" en los vertebrados.
Por el contrario, durante la era de los dinosaurios, se cree que los primeros antepasados mamíferos de los humanos escaparon a los bosques y adoptaron un estilo de vida nocturno. En el proceso, perdieron todos menos dos de sus tipos de fotorreceptores de cono, lo que resultó en que la mayoría de los mamíferos fueran dicromáticos, solo capaces de ver en dos colores.
Los perros, gatos, caballos, incluso hámsters y ratones, pueden distinguir los azules de los verdes, pero ninguno de ellos puede distinguir fácilmente los verdes de los rojos. En consecuencia, los imaginamos viendo el mundo en colores que pueden ser similares a los que podría experimentar un humano daltónico rojo-verde.
A diferencia de otros mamíferos, los humanos y el linaje evolutivo de gorilas y chimpancés, mucho más tarde evolucionaron para convertirse en tricromáticos, recuperando algunas de las habilidades perdidas en la visión del color. Sin embargo, esto ocurre de una manera mucho más complicada, que requiere una gran cantidad de cálculos, que se cree que son realizados por el cerebro y no dentro del ojo. Este es un proceso complejo y significa que la distinción entre algunos colores debe aprenderse en la primera infancia a través de la corteza en desarrollo.
Imagen: Procesamiento del color en células bipolares retinianas
El profesor Baden dijo: "Nuestro estudio esencialmente muestra que los vertebrados como el pez cebra, y presumiblemente la mayoría de los vertebrados no mamíferos como otros peces, aves, reptiles y anfibios, pueden resolver este 'acertijo de color' fundamental desde la primera sinapsis de la visión. En comparación, los humanos están atrapados con esta estrategia de 'imitación' demasiado complicada debido a la ascendencia de los primeros mamíferos".
El estudio también hace referencia a vínculos con insectos, ya que las moscas también tienen cuatro de estos "fotorreceptores de visión de color", que determinan el color exactamente de la misma manera que el pez cebra a pesar de evolucionar de forma completamente independiente.
En un artículo de seguimiento, que se publica en Current Biology (Bartel et al. Curr Biol, en prensa), los investigadores utilizan la misma técnica para investigar la segunda capa de procesamiento en la retina, las llamadas células bipolares. Ampliando los resultados anteriores, muestran que en esta segunda capa de procesamiento, el pez cebra representa tres (en lugar de los dos anteriores) tipos de contraste de color. Este "tercero" se construye comparando los rayos ultravioleta con todas las demás longitudes de onda, y tiene un parecido sorprendente con uno de los dos canales de color que usan los humanos: el llamado sistema "azul-amarillo".
Juntos, los artículos implican que el sistema azul-amarillo humano es verdaderamente antiguo, anterior a la separación de los tetrápodos de los peces hace casi 400 millones de años. Parece que cuando se trata de ver el color, al menos compartimos algunos rasgos con esencialmente todos los vertebrados que ven el color.
El estudio fue publicado en Science Advances: Ancestral circuits for vertebrate color vision emerge at the first retinal synapse
Artículo de seguimiento: Spectral inference reveals principal cone-integration rules of the zebrafish inner retina
