Cómo los peces pueden ver el color en la oscuridad del océano profundo

Peces que nunca han conocido la luz del sol podrían ver el mundo en tonos azules y verdes que ni siquiera podemos imaginar.

Pez de ojo de tubo
Pez de ojo de tubo

Silver spinyfin, o pequeño dori, habita en las profundidades del mar, donde el azul de la Dimensión Desconocida se desvanece a negro, a menudo a media milla bajo la superficie. Allí abajo, pueden ver el mundo como ningún otro animal conocido por la ciencia.

Los científicos han comprendido en general que la visión del color no era necesaria en las profundidades marinas. Es demasiado lejos para que los rayos del sol penetren, así que no hay luz para dar paso al color. Pero en un estudio publicado en Science, investigadores interesados en la evolución de la visión del color analizaron los genomas de 101 peces diferentes. Descubrieron que Silver spinyfin, tiene más genes para discriminar la luz apagada que cualquier otro vertebrado del planeta. Estos genes permiten ver toda la gama de luz diurna residual y el espectro completo de la bioluminiscencia en el mar profundo. Otros peces también pueden tener esta capacidad de detectar el color en las profundidades del mar.

“En los peces vertebrados, no se ha visto nada como esto antes”, dijo Megan Porter, que estudia cómo evolucionó la visión en la Universidad de Hawaii en Mānoa y no participó en la investigación. “Esto va en contra de lo que entendimos como la evolución de los sistemas visuales en el mar profundo, lo que significa que tenemos que preguntarnos cómo trabajan y funcionan los sistemas visuales en la luz tenue.”

Los fundamentos de la visión comienzan cuando la luz llega a nuestras retinas, que contienen células fotorreceptoras llamadas varillas y conos que son sensibles a determinadas longitudes de onda. Dentro de estas células, los fotopigmentos o las proteínas llamadas opsinas visuales ayudan a traducir la luz en señales que nuestros cuerpos pueden entender.

Familia del pez linterna
Familia del pez linterna

Típicamente los vertebrados tienen hasta cuatro fotorreceptores cónicos y un fotorreceptor de varilla. La mayoría de los humanos, por ejemplo, ven la entrada de color de tres conos – rojo, verde y azul. Los conos nos ayudan a ver los colores en luz brillante, pero en luz tenue, generalmente somos daltónicos, y sólo vemos la intensidad basada en la entrada de una sola varilla.

Pero algunos peces de aguas profundas parecen ver su mundo de una manera muy diferente.

Zuzana Musilová, bióloga evolutiva de la Universidad Carolina de Praga que dirigió el estudio, y su equipo notaron por primera vez que estos peces habían perdido los genes que otros peces tenían para producir células de cono y opsinas que podían detectar partes rojas y ultravioletas del espectro. Esto no fue sorprendente: Estas longitudes de onda no penetran en las profundidades del mar. Pero luego encontraron que algunos peces de aguas profundas tenían copias extra de genes para hacer varillas.

Observando más de cerca 101 genomas, encontraron que tres linajes diferentes de peces de aguas profundas tenían copias adicionales de genes para ver en la luz tenue. Entre ellos, la aleta espinosa plateada se llevó la palma. Tenía genes para dos opsinas de cono y 38 opsinas de varilla – más abundantes y sensibles a más azul que cualquier vertebrado conocido.

“Estábamos bastante, digamos, asombrados por este hallazgo porque es muy único”, dijo el Dr. Musilová.

Pero lo más sorprendente fue que las silver spinyfins todavía usaban hasta 14 de estos genes creadores de la varilla (los adultos en aguas más profundas expresaban más genes de la varilla que sus larvas que vivían en aguas menos profundas). Y cada opsina está sintonizada a una longitud de onda ligeramente diferente de verde o azul.

Estos peces pueden usar sus genes extra para detectar diferencias sutiles y ver el mundo en tonos de azul y verde que ni siquiera podemos imaginar.

También es posible que estos peces no utilicen todo este poder visual adicional. Los científicos estudiaron previamente el camarón mantis, que tiene ojos complejos con más de una docena de conos receptores de color y un sistema de procesamiento visual como ningún otro animal en el planeta. Claro que pueden detectar más colores, pero investigaciones posteriores demostraron que los camarones mantis no son mejores que los humanos para discernir diferencias sutiles en los colores cuando tenían que asociarlos con golosinas.

Pez dragón
Pez dragón

“El camarón mantis es un estudio de caso sobre cuán equivocados estábamos sobre cómo estaban usando todos sus diferentes receptores”, dijo el Dr. Porter. Es posible que estos peces usen varillas para ver el color, pero ¿cómo sería ese mundo? “Ni siquiera estoy dispuesta a arriesgarme a adivinar, sólo porque es tan diferente a cualquier otra cosa que hayamos visto”, agregó.

La mayoría de los científicos pensaron que a medida que las criaturas se movían y se adaptaban a las profundidades del mar, se desprendían de características costosas e innecesarias, como la visión, en particular de los genes utilizados para ver el color. Entonces, ¿cuál es el beneficio de copiar y mantener los genes de la opsina de varilla?

Las espinifinas de plata, que no son bioluminiscentes, pueden ser capaces de detectar mejor las señales bioluminiscentes de los depredadores y presas que las utilizan en las profundidades. Su visión también podría ayudarles a ver mejor a medida que migran entre diferentes profundidades durante el desarrollo.

“O hay alguna diferencia ecológica que está impulsando esto, o simplemente no hemos visto suficientes cosas para ver el mismo patrón en otras especies marinas?” La Dra. Porter dijo. “Todavía hay mucho que no sabemos sobre el mar profundo.”

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