Cada retina capta una imagen que se transmite al cerebro del crustáceo
En las profundidades del mar, donde la luz es tenue y azul, los animales con ojos más grandes ven mejor - pero cuanto más grandes son los ojos también son más visibles a los depredadores.
En respuesta, el pequeño (10 mm a 17 mm) crustáceo transparente Paraphronima gracilis ha desarrollado una estructura única del ojo. Los investigadores recogieron los animales en aguas profundas de 200 a 500 metros en la Bahía de Monterey en California usando un vehículo operado por control remoto. A continuación caracterizaron el par de ojos compuestos, descubriendo que cada uno se compone de una sola fila de 16 retinas rojas distintas.
En la presentación del informe en línea el 15 de enero en la revista Current Biology los investigadores plantean la hipótesis de que cada retina capta una imagen que se transmite al cerebro del crustáceo, que integra las 12 imágenes para aumentar el brillo y el contraste de la sensibilidad, adaptándolos a los cambios en los niveles de luz.
"Nunca hemos visto que la retina se separe de esta manera en cualquier otro ojo de un artrópodo, insecto, crustáceos u otros animales con un ojo compuesto", explica Jamie Baldwin Fergus, Peter Buck Postdoctoral Fellow en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, y autor principal de un detallado estudio. "Este diseño del ojo no se ha descrito anteriormente y su función es desconocida".
Karen Osborn del Museo Nacional de Historia Natural y Sonke Johnsen, de la Universidad de Duke del Smithsonian son los co-autores del artículo.
Viviendo a profundidades de 150 a 500 metros de la costa de California, P. gracilis habita en un ambiente que es totalmente oscuro para el ojo humano. Mientras nada sus ojos se colocan hacia arriba en busca de presas nadando arriba, criaturas transparentes llamadas sifonóforos.
Pirámides al revés
En la mayoría de los ojos compuestos la retina es una sola hoja continua pigmentada. Las 32 retinas de los ojos de P. gracilis aparecen como una serie de pequeñas pirámides naranja boca abajo cuidadosamente dispuestas en dos hileras a cada lado de la cabeza del animal. La luz viaja a cada retina a través de una fila de facetas transparentes que cubren el ojo llamadas ommatidia, la luz recogida se canaliza a través del tejido similarmente a los cables de fibra óptica.
Dividir la retina en pequeños segmentos no necesariamente mejora la capacidad de este animal para camuflarse, determinaron los científicos. Pero la disposición de su retina altamente inusual puede darles una ventaja en las condiciones de luz cambiantes en las profundidades del océano en las que viven.
En el estudio de los ojos de P. gracilis, Baldwin Fergus disecó y examinó cuidadosamente una serie de los ojos del animal, midiendo el tamaño, la longitud y el ángulo de la ommatidia para calcular la capacidad de recolección de luz del ojo y la nitidez de la visión. También estudió trozos de la retina del P. gracilis con un microespectrofotómetro para determinar cuáles serían los colores de la luz que pueden ver mejor los animales.
En base a sus datos los científicos determinaron que el P. gracilis puede ver objetos a 5 a 10 centímetros de distancia. "Con base en el color de la luz que ven mejor, creemos que están mirando para arriba en la luz de la superficie hacia abajo de la surgencia, en busca de sombras proyectadas desde arriba por sifonóforos, dice Osborn.
"Lo bueno de sus ojos es que mediante la agrupación de la señal de luz en múltiples facetas pueden ver la luz muy tenue. Lo realmente único acerca de sus ojos es que agrupan la señal luminosa de una manera que significa que no tienen la típica gran pérdida en la resolución-capacidad de distinguir detalles que hacen todos los otros animales con las señales de luz para ver en la oscuridad. Aún más raro... pensamos que puede ser capaz de cambiar entre la agrupación de las señales de luz en profundidad o en la noche, cuando hay menos luz y no agrupar señales cuando está en aguas menos profundas, donde hay más luz".
Increíble variedad de ojos
Debido a que viven en las zonas oscuras del océano, los hipéridos anfípodos como el P. gracilis han evolucionado unos ojos increíbles, señala Osborn. "Con cerca de 340 especies conocidas, los hipéridos anfípodos tienen una variaciante en la forma del ojo que se puede imaginar y varias que nunca se nos ocurriría, desde la ausencia de los ojos, ojos que ocupan casi la mitad de su cuerpo, ojos fuera de largas agujas, ojos reflejados, ojos que pueden ver en 360 grados". Los ojos del P. gracilis - que representan alrededor del 45 por ciento de su cuerpo y tienen sus retinas separadas de rango están entre los más extraños, dicen los científicos.
Una pequeña porción de ambos ojos del P. gracilis se situa de lado permitiendo que los animales puedan ver, piensan los científicos, a los animales bioluminiscentes cerca de ellos.
Los científicos dicen que se necesitan más experimentos para descubrir los misterios que rodean la estructura y funcionamiento de los ojos únicos de estos animales, cuyo diseño no se encuentra en ningún otro lugar en la naturaleza.
El futuro trabajo se centrará en cómo son procesadas las imágenes por las conexiones neuronales entre las retinas y el cerebro.
Artículo científico: A Unique Apposition Compound Eye in the Mesopelagic Hyperiid Amphipod Paraphronima gracilis
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