martes, 25 de agosto de 2015

La visión en los animales (II): adaptación a la luz y oscuridad

Nos vamos a concentrar en los ojos simples de los vertebrados, y dejaremos los ojos compuestos de insectos, arácnidos, etc, para otro artículo.

Primero hablaremos de las diferencias estructurales que han ido adquiriendo los ojos gracias a la evolución, adaptándose al entorno diurno o nocturno. Luego veremos cómo se adapta cada ojo dinámicamente a los cambios de luz.
Ojos diurnosEsto nos sonará más, porque el ser humano posee ojos diurnos. 

Existen dos tipos de receptores en la retina: conos y bastones. Los conos permiten la visión de colores y suelen ofrecer mejor resolución de imagen, pero necesitan más luz para funcionar. Por el contrario, los bastones funcionan bien con poca luz, pero no ofrecen información de colores, y normalmente dan una resolución de imagen más pobre. Los ojos diurnos poseen ambos tipos de receptores, pero en la zona central de la retina se concentran los conos. 

Con esta abundancia (relativa) de conos, sacrificamos sensibilidad de luz (o sea, funcionaremos peor en la oscuridad) a cambio de tener una resolución de imagen mejor.

Como tenemos abundancia de luz no necesitamos tener una retina (y por tanto un ojo) muy grande; la luz llegará correctamente.
Ojos nocturnosAhora veremos las diferencias que más nos llamarán la atención.

Primeramente, con luz escasa, los conos apenas funcionan, así que estos animales tienen muy pocos conos, o simplemente ninguno. La práctica totalidad de la retina está tapizada de bastones, una célula que es capaz de estimularse con muy poca luz. El sistema neuronal de la retina está adaptado a percibir el máximo número de estímulos aun sacrificando resolución de imagen, así que se suelen concentrar varios bastones que dependen de una sola fibra nerviosa. Es decir, queda un “pixel más grande”, perdemos resolución, pero ese pixel se activará con muy poca luz, sólo con que uno de los bastones del grupo sea estimulado.

Por otra parte, tenemos que recoger el máximo número posible de rayos de luz. Como hay muy poca, nos interesa que sean ojos grandes. Así, los animales nocturnos tienen los ojos proporcionalmente más grandes con relación al tamaño del cráneo. Un ejemplo de ojos proporcionalmente grandes: este pequeño primate llamado lemur:


Aunque quede quizás más claro si contemplamos su cráneo:


Vemos que la cuenca del ojo (que se llama órbita) ocupa un espacio muy grande en comparación con otras estructuras (el hueco que hay para ambos ojos es de un tamaño similar al que hay para el cerebro). Hay otros muchos ejemplo, como la lechuza:



En resumen: ojos grandes, con córneas grandes y pupilas grandes.
Tapetum lucidum
Este término latino hace referencia a una estructura de la que carecemos los humanos, pero realmente es bastante familiar ya que los perros y los gatos lo tienen, y le dan ese reflejo característico al fondo de ojo. Consiste en un tejido reflectante en la parte posterior de la retina. Así, los rayos de luz que atraviesan la retina sin estimular los receptores se reflejan en el tapetum y vuelven a atravesar la retina, de forma que existe el doble de posibilidades de que los receptores se vean estimulados.

Los ojos brillantes de muchos animales se deben a este tapetum lucidum:


Y eso hace que en su fondo de ojo, en vez del anaranjado habitual que tiene el ser humano, tengan colores más vivos y reflectantes. En el caso del gato podemos apreciar esa tonalidad amarilla y verde:


Aquí hago un inciso: El reflejo de los animales con tapetum lucidum no tiene nada que ver con el reflejo rojo que tiene el ser humano en las fotografías con flash:


Nosotros no tenemos tapetum. Ese reflejo rojo sólo lo vemos en las fotografías y en otros mecanismos artificiales de visión. Ante una luz normal y a simple vista, la pupila humana es negra y no roja. Al contrario que los animales que tienen tapetum, que depende de la iluminación (sobre todo con iluminación directa y alto contraste de luz), el reflejo brilla a simple vista:

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