Los dos brazos sexualmente dimórficos del macho producen una distancia de polarización muy marcada
Muchos organismos utilizan llamativos colores para atraer parejas. Dado que el color es una propiedad de la luz (determinada por su longitud de onda), es fácil para los humanos ver cómo se utilizan estos colores en los rituales de cortejo animal.
Menos obvia para los humanos es la polarización de la luz, una propiedad de la luz relacionada con la dirección en la que se orienta la onda. Los humanos no pueden percibir la polarización, lo que puede ser la razón por la que no éramos conscientes de la interesante forma en que las sepias la utilizan para atraer parejas.
Un nuevo estudio analiza con más detalle cómo las sepias machos realizan la exhibición de apareamiento al polarizar las ondas de luz con sus brazos durante el cortejo.
Visión de las sepias
A diferencia de los humanos, los cefalópodos, como las sepias, tienen la capacidad de percibir la polarización de la luz. Si algunas ondas de luz están orientadas verticalmente y otras horizontalmente, las sepias las diferencian de forma similar a como los humanos diferenciamos la luz azul de la roja.
Por otro lado, las sepias no tienen la capacidad de percibir el color. En cambio, los cefalópodos pueden usar su visión polarizada para facilitar funciones como la navegación, la detección de objetivos o la reducción del ruido visual.
Estudios previos también han descubierto que el cuerpo de algunas especies puede reflejar luz fuertemente polarizada, lo que podría utilizarse como señal o medio de comunicación. Esta idea despertó la curiosidad de algunos investigadores sobre el papel de la polarización en la señalización sexual en las especies que carecen de visión del color.
Un ritual de cortejo único
El estudio se centra en la sepia Andrea (Doratosepion andreanum). Al intentar atraer a una pareja, el macho extiende sus dos brazos sexualmente dimórficos (SDA), que son aproximadamente tres veces más largos que los brazos equivalentes de la hembra. También extiende su cuerpo y adquiere un color pálido. Sin embargo, observar este ritual con una cámara especializada para analizar patrones de polarización, reveló que había más en esta danza de lo que los humanos podían ver.
La cámara mostró que los machos de sepia también mostraban una señal de cortejo única utilizando luz polarizada vertical y horizontalmente en sus brazos especializados. Cuando el equipo observó a las sepias fuera del ritual de cortejo, solo se vio luz polarizada horizontalmente, que coincidía con el patrón de las sepias hembras.
Análisis posteriores mostraron que estos patrones de luz polarizados horizontal y verticalmente parecerían muy visibles para la visión de polarización de las sepias, maximizando el contraste para posibles parejas.
"En particular, las dos puntas de los SDA, colocadas juntas, producen una distancia de polarización muy marcada, que recuerda a un patrón cromático adyacente de máximo contraste en los adornos sexuales de otros animales. Estos resultados demuestran que la exhibición de cortejo del macho es muy notoria debido al fuerte contraste de polarización, tanto contra el fondo como dentro del patrón", explica el autor del estudio Arata Nakayama de la Universidad de Tokyo.
Imagen: Imagen en falso color que muestra los patrones de polarización de los largos brazos de una sepia macho mientras se exhibe ante una sepia hembra. Crédito: Arata Nakayama
Imagen: Imagen a color normal que muestra una sepia macho mostrándose a una sepia hembra. Crédito: Arata Nakayama
El equipo también realizó experimentos ópticos con brazos disecados para medir cómo el tejido muscular de la sepia altera la polarización. Los patrones de polarización de los cefalópodos son producidos por iridóforos, diminutas estructuras en la piel compuestas por pilas de plaquetas proteicas.
Los investigadores descubrieron que la polarización vertical se produce cuando la luz se refleja en estos iridóforos y atraviesa una capa muscular birrefringente. En esta capa muscular, la forma en que se refracta la luz depende de su polarización y dirección de propagación. La forma y el grosor del brazo especializado del macho optimizan este efecto.
Usos ocultos de la polarización de la luz en la naturaleza
Este estudio destaca la complejidad y diversidad del cortejo animal y la evolución sensorial. Se centra en una especie de sepia. Además de los cefalópodos, los insectos y crustáceos también poseen la capacidad de percibir la polarización. Sin embargo, la señalización a través de estos medios aún no se ha estudiado en profundidad. Esto lleva a muchos a preguntarse: ¿Qué más no estamos viendo?
Imagen: Flujo de análisis del mecanismo de patrones polarizados en el cortejo y el mecanismo dilucidado. Crédito: Arata Nakayama, University of Tokyo
"Al igual que ocurre con la diversa selección de coloración animal, ampliamente reconocida y estudiada desde hace mucho tiempo, puede existir una diversidad similar de señales de polarización entre los animales sensibles a la polarización; señales que permanecen completamente desconocidas para nosotros porque son invisibles para el ojo humano. Este estudio arroja luz sobre una parte de esa diversidad oculta", escriben los autores del estudio.
Además de satisfacer la curiosidad, una mejor comprensión de estos métodos de comunicación ocultos en los animales puede impulsar la innovación. Los conocimientos aquí recopilados podrían inspirar nuevos materiales ópticos y tecnologías de imagen basadas en polarización, así como aportar información a los sistemas de comunicación subacuática que utilizan la polarización.
El estudio se ha publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences: Transmission through muscle tissue shapes polarization signals during cuttlefish courtship
