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¿Qué tienen en común el ostión y los telescopios reflectores?

por 28 diciembre, 2018

¿Qué tienen en común el ostión y los telescopios reflectores?
Los telescopios reflectores utilizan una serie de espejos para detectar la luz y formar una imagen, de esta forma también lo harían los ostiones para enfocar la luz en su hábitat.
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Los ostiones son altamente codiciados a nivel mundial por su exquisito sabor y versatilidad culinaria, y es que se pueden comer crudos, en caldillos, en empanadas y en un sin número de preparaciones, sin embargo, es normal que no notemos si tienen ojos pues esta parte normalmente no se usa al cocinarlos.

En la visión la naturaleza ha logrado producir formatos diversos combinando tanto materiales y formas, como consecuencia de la adaptación a ambientes con distinta luminosidad. Es así como las fuerzas selectivas de la evolución han llevado a que 6 de los 33 grupos de animales existentes tengan ojos que forman imágenes.

Pero, ¿Por qué tener distintos planos de visión? Los investigadores sugieren que la visión periférica bien enfocada le entregaría al animal información sobre las características del entorno, y de esta manera guiar de mejor manera su movimiento cuando escapan de un depredador. Esto se corrobora con estudios previos donde se ha determinado que la retina inferior es más sensible a cambios de luz en relación a la retina superior en los ostiones, por lo que estaría adaptada para responder cuando la luz es escasa.

Dentro de los grupos con mayor diversidad visual se encuentran los moluscos. Aquí destacan los pulpos con ojos del tipo cámara, las almejas gigantes con un ojo estenopeico (ojo con un orificio que permite la entrada de luz), y los ostiones con un ojo tipo espejo el que tiene una función análoga a los enormes espejos que usan los telescopios reflectores. Este último hecho fue el que capturó el interés de los investigadores del Departamento de Biología Estructural del Instituto Weizmann de Israel, quienes centraron su estudio en los ojos del ostión del atlántico norte, Pecten maximus.

100 a 200 ojos

Los ostiones (también denominados vieiras) poseen alrededor de 100 a 200 ojos de aproximadamente 1 mm de diámetro, características que varían según la especie. A nivel estructural cada ojo se compone de un cristalino, un lente, dos retinas (una inferior y otra superior) y un espejo. El espejo forma una imagen en ambas retinas, las cuales al parecer tienen funciones especializadas para detectar movimiento o sombras que se acercan al animal. El hecho de que tengan dos retinas es realmente destacable, considerando que los humanos poseemos una sola retina en cada ojo, la cual se encuentra en la capa más interna del ojo y contiene a las células encargadas de detectar la luz.

En primer lugar el grupo de investigadores compuesto por Benjamin Palmer y su equipo utilizaron la técnica de microscopía electrónica de barrido criogénico para estudiar la anatomía del ojo de este animal, encontrándose con algunas sorpresas. La primera es que el espejo está compuesto de pequeños cristales de guanina cuadrados (el mismo compuesto químico que forma parte de nuestro ADN), los cuales forman una capa de mosaico compacta de manera que no queda espacio entre los cristales, lo que minimiza los defectos superficiales que pudieran producirse entre los intervalos de cada cristal. La función de aquello es reflejar la luz que entra al ojo y redirigirla hacia las retinas, produciendo un alto índice reflectivo, aumentando aún más su capacidad para reflejar la luz.

En ambientes naturales no alterados, los ostiones habitan desde los 2 metros en el caso de las especies costeras, hasta los 200 metros en el caso de especies de profundidad. En este sentido, los investigadores simularon el rango de luminosidad que entra en el ojo de esta especie, obteniendo resultados cercanos a colores verde azulados, lo que coincide con la luz que penetra en el hábitat de estos animales.

A continuación, realizaron mediciones de tomografía computarizada de rayos X en conjunto con modelamientos para determinar la morfología 3D. En concreto se identificaron dos características relevantes en todos los ojos. La primera de ellas es que el espejo no posee una forma esférica, sino que en lugar de eso su base es ligeramente aplanada; la segunda es que los ejes ópticos de la lente y el espejo no están alineados. De esta manera en la retina inferior se enfoca mejor la imagen que proviene del campo visual periférico, mientras que en la retina superior la imagen que se produce en el campo visual central es mejor .

Telescopios reflectores

Pero, ¿Por qué tener distintos planos de visión? Los investigadores sugieren que la visión periférica bien enfocada le entregaría al animal información sobre las características del entorno, y de esta manera guiar de mejor manera su movimiento cuando escapan de un depredador. Esto se corrobora con estudios previos donde se ha determinado que la retina inferior es más sensible a cambios de luz en relación a la retina superior en los ostiones, por lo que estaría adaptada para responder cuando la luz es escasa.

Estas características observadas en el ojo del ostión son análogas a las que se encuentran en los telescopios reflectores que se encuentran en el norte de Chile, los que utilizan una serie de espejos para reflejar la luz y formar una imagen. Respecto de aquello, este estudio nos recuerda como una vez más la naturaleza de forma paralela y previo a la construcción de estos dispositivos ya había diseñado una estructura similar. Por esta razón debemos mirar más allá, no dejarnos de asombrar y entregarnos a la posibilidad de orientar nuevas estrategias en la construcción de dispositivos bioinspirados en sistemas biológicos altamente especializados.

Artículo original: http://science.sciencemag.org/content/358/6367/1172

Texto del convenio con el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso (CINV)

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