Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

junio 14, 2008

Los diversos caminos del ojo

El ojo es una maravilla de la ingeniería evolutiva. Y más maravilloso y aleccionador es ver que dicha maravilla ha surgido en el planeta varias veces de modo independiente.

Uno argumento comúnmente usado para intentar negar la evolución es el de la “complejidad irreductible”. Los proponentes del creacionismo creen que algunos sistemas biológicos son “demasiado complejos” (en su opinión, aunque esto no suelen aclararlo) para haber evolucionado a partir de elementos menos completos. El motivo de que uno de sus ejemplos sea el ojo es que el propio Darwin hallaba difícil comprender cómo se había podido desarrollar este órgano.

Pero en los últimos 150 años el desarrollo de los planteamientos de Darwin nos ha permitido conocer en detalle el desarrollo del ojo, o, más específicamente, los desarrollos de los distintos ojos que han aparecido a lo largo de la historia. Y así, la misma diversidad de orígenes de los ojos de los cefalópodos, los artrópodos y los vertebrados es una prueba de que su origen es la evolución por medio de la selección natural.

En el mundo actual podemos ver ejemplos de las diversas etapas de evolución de los ojos. Se originaron como pequeños grupos de células sensibles a la luz, que le permitían a los animales distinguir la luz de la oscuridad, una información valiosa. Los mejillones actuales tienen grupos así. El siguiente paso es que estas células queden dentro de pequeñas depresiones, cosa que la presión evolutiva favorecería ya que la diferencia en la percepción de las distintas células permite al animal saber de dónde viene la luz, ya no sólo si existe o no. Esto lo podemos ver hoy en día en los caracoles, que tienen “ojos” (o protoojos, si preferimos) de esta forma. Si esta depresión se profundiza y sus bordes se unen, tenemos el principio de la cámara oscura, es decir, un pequeñísimo orificio por el que entra la luz y se obtiene una imagen invertida de las imágenes del mundo, que es la mejor forma de describir el ojo del molusco llamado nautilus. El siguiente paso es la evolución de una lente, que tiene valor evolutivo aún cuando sea muy primitiva, pues permite enfocar las imágenes, y evidentemente habrá presión para que sea cada vez más precisa. Una lente primitiva podemos observarla hoy en día en los caracoles marinos. Al afinarse al paso de millones de años, podemnos obtener ojos enormemente eficaces.

El pulpo y los humanos, por ejemplo, tuvimos un ancestro común hace 550 millones de años, y dicho ancestro tenía apenas el primer grupo de células fotosensibles (detectoras de luz) mencionado en el párrafo anterior. A partir de ese modesto principio, y sin intercambiar información genética o evolutiva, los vertebrados (como nosotros) y los cefalópodos (pulpos, calamares, etc.) construimos ojos bastante similares, con una retina, una córnea, una lente y un iris, pero al mismo tiempo hay diferencias notables, una de ellas es que en lugar de estirar y acortar el lente o cristalino para enfocar, los cefalópodos acercan o alejan el cristalino completo de la retina. Además, el ojo del cefalópodo conserva una orientación constante respecto de la gravedad. Finalmente, el ojo del pulpo percibe la luz polarizada, mientras que nuestros ojos no lo consiguen. Estas características responden al medio en el que se mueve el pulpo, indicando que el órgano ha evolucionado de acuerdo a las presiones del medio. Así, por ejemplo, detectar la polarización de la luz permite al pulpo ver presas transparentes, como algunas medusas o crustáceos, algo que no tiene valor para los vertebrados.

Una tercera aproximación al desafío evolutivo de detectar la luz visible son los ojos de los artrópodos (insectos y crustáceos), los ojos compuestos cuyo ejemplo clásico es el ojo de la mosca. Cada ojo compuesto está formado por unos cuantos o varios miles de ommatidios, unidades visuales que constan de una lente, un cono cristalino transparente, un grupo de células visuales sensibles a la luz organizadas en un patrón radial, como los gajos de una naranja y células pigmentadas que separan al ommatidio de sus vecinos. A diferencia de la imagen continua de los ojos de cefalópodos y vertebrados, la imagen que producen estos ojos es un mosaico compuesto de las señales de todos los ommatidios, como los puntos de medio tono de los periódicos o revistas. Obviamente, mientras más ommatidios haya, mejor será la imagen que perciba el artrópodo, lo cual nos permite suponer que ojos con más de 3.500 ommatidios como los de algunas libélulas son los de mayor agudeza. Este diseño de ojos es excelente para detectar el movimiento, además de que pueden ver la luz ultravioleta, que utilizan muchas flores, plantas e insectos para transmitir información que nosotros no podemos ver. Las famosas mariposas monarca, en su asombrosa migración de Canadá al centro de México, utilizan la luz ultravioleta del cielo para apoyarse en su navegación.

De nuevo, los ojos, tanto los que han evolucionado de modo convergente como los de un mismo origen, están determinados por el medio, el uso y las necesidades de los distintos animales. Así, el ser humano no tiene, en modo alguno, los ojos más perfectos de la naturaleza. Ya hemos visto que otros seres ven partes del espectro (como la ultravioleta) o características de la luz (como la polarización), que para nuestra vista no existen. Pero además hay animales vertebrados como los depredadores nocturnos (felinos, aves y otros) que pueden ver en la noche de un modo tal que los seres humanos apenas los podemos imitar en los últimos años gracias a los aparatos de visión nocturna y visión infrarroja. La agudeza visual del águila es 3,6 veces superior a la nuestra, un halcón puede ver un objeto de 10 cm. de diámetro a una distancia 1,5 kilómetros con sólo 2,6 veces más agudeza visual que la nuestra; los ojos del camaleón se pueden mover independientemente uno de otro; el pinguino tiene una córnea plana para poder ver bajo el agua... la presión de selección distinta crea ojos distintos, desde los mismos puntos de partida.

La convergencia en la evolución


Además del ojo, diversos elementos en el mundo viviente han evolucionado de modo convergente, demostrando que ante el mismo medio ambiente, la evolución genera muchas veces respuestas similares. Los canguros, por ejemplo, que ocupan el nicho ecológico que fuera de Aaustralia ocupan animales como los ciervos, carneros o bovinos, tienen una dentadura similar a la de los herbívoros placentarios, mientras que los depredadores como el lobo de Tasmania desarrollaron un aspecto físico similar al de otros depredadores como los lobos, coyotes o chacales. Esto nos sirve además para entender lo que nos dicen los restos de animales del pasado evolutivo, los fósiles de los que debemos desprender nuestra historia.

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