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Los pulpos y la mayoría de los otros cefalópodos son colorblind, ya que solo tienen un pigmento visual. Los científicos han sugerido dos hipótesis sobre cómo estos animales pueden camuflar a pesar de su colorblindedad: tienen ojos en la piel o sus ojos realizan una aberración cromática.
Una de las características más llamativas de pulpos y cefalópodos como calamares, pantalones de transporte y nautilus es que todos son profesionales en el arte del camuflaje. Pueden adaptar expertamente no solo el color de su piel, sino también la textura. Lo más impresionante, hacen todo esto sin siquiera poder ver los colores que están adoptando.
¡Los pulpos y cualquier otro cefalópodo, resulta que son colorblind!
Durante el siglo XX, descubrimos que los cefalópodos tienen solo un pigmento visual. Los científicos diseccionaron los ojos de Octopus vulgaris y encontraron un solo pigmento visual dentro de sus fotorreceptores, una opsina de tipo R que absorbe la luz visible dentro del rango de longitud de onda de 475 a 360 nm. Teóricamente, esto significa que los pulpos solo pueden ver tonos de blanco y negro.
Aquí hay un problema obvio … ¿cómo puede una criatura con tanta competencia en el camuflaje ser colorblind?
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Maestros de disfraz
Los cefalópodos, especialmente los pulpos y las sepias, son algunos de los maestros más sofisticados del camuflaje del planeta. De hecho, incluso tienen diferentes tipos de patrones de camuflaje.
Se dice que los patrones del cuerpo con poca variación son patrones uniformes. El pulpo recurre a este tipo de patrón básico de pequeñas partículas de limo en el fondo del mar. Los parches ligeros y oscuros a pequeña escala y la falta de repetición de patrones son características de los patrones moteados causados por grandes partículas de grava. Partidos de luz y oscuro conspicuos de diferentes tamaños, formas y orientaciones crean patrones disruptivos, provocados por piedras grandes.
Esta impresionante gama de opciones de patrones es el resultado de varios trucos de luz logrados por su piel.
Un pulpo que usa patrones moteados para camuflar frente a un arrecife de coral (créditos: Rui Palma/Shutterstock)
Primero, bajo su piel, los cefalópodos tienen pequeños órganos llamados cromatóforos con pequeños sacos de pigmento en el interior que son responsables del cambio de color. Más precisamente, determinan cuán grandes o pequeños son los sacos de los pigmentos, que luego determinan el cambio de color. El pigmento se expande debajo de la piel cuando estos sacos se abren por los músculos que los rodean. Debido a que estos cromatóforos están controlados por los nervios, pueden abrirse rápidamente, permitiendo que los pulpos, las medias y los calamares cambien de color en milisegundos.
Básicamente, el sistema nervioso de los pulpos informa a los músculos alrededor del saco del pigmento en cuanto a cuán grande o pequeño debería ser el saco del pigmento.
Sin embargo, los cromatóforos tienen solo tres pigmentos de color (rojo, amarillo y marrón) y algunos cefalópodos pueden lograr el camuflaje en una gama mucho más amplia de colores.
Otros estudios han sugerido que la piel del pulpo tiene pequeñas estructuras llamadas iridóforos y leucóforos que pueden reflejar la luz.
Iridoforos refleja la luz en diferentes longitudes de onda y son responsables de los patrones azules y rojos brillantes que se muestran por los cefalópodos. Se cree que los leucóforos, por otro lado, afectan la intensidad de los cromatóforos al proporcionar un telón de fondo blanco.
Dicho esto, este rango de color todavía requiere que los cefalópodos puedan detectar el cambio.
Ojos en su piel?
Curiosamente, los científicos han usado varios patrones de tablero de ajedrez para ver si los cefalópodos pueden mezclarse sin esfuerzo. Se ha observado que los colores del brillo correspondiente no ilicen una respuesta que cambia el color. En el entorno experimental, donde los pulpos rápidamente recogieron fondos contrastantes como el blanco y el negro, no podían distinguir entre tablas de verificación de colores brillantes como el amarillo y el azul, lo que aumenta la evidencia creciente de que los pulpos son colorblind.
Una hipótesis es que algunos cefalópodos pueden ver a través de su piel. Según un estudio publicado en el Journal of Experimental Biology en 2015, la piel de los cefalópodos contiene rodopsina, una proteína sensible a la luz típicamente que se encuentra en las retinas. Junto con este hecho, las lecturas de expansión de cromatóforo activadas por la luz muestran claramente que la piel de pulpo puede detectar la luz por sí misma, independientemente de los ojos.
Esto podría explicar la investigación que señaló a los cefalópodos que pueden cambiar el color incluso sin sus ojos, aunque la investigación adicional no ha corroborado ni la presencia de rodopsina en la piel o el cambio de color sin ojos.
Entonces, suponiendo que los pulpos y los calamares y el sepia necesiten sus ojos para sus comportamientos que cambian el color, ¿qué otras hipótesis hay?
Cosplay cromático
Estas criaturas pueden ser colorblind en el sentido tradicional, pero pueden mostrar un mecanismo más complejo de reconocimiento visual de los colores al explotar la aberración cromática.
En términos simples, la aberración cromática es la incapacidad de una lente para llevar todos los colores constituyentes de la luz blanca a un punto de enfoque común. Esto da como resultado un punto focal ligeramente diferente para cada longitud de onda, lo que conduce a las franjas de color que rodean una imagen.
Las peculiares alumnos de cefalópodos y formas de pupila esporádica pueden explicarse como una adaptación que les permite aprovechar al máximo el principio de aberración cromática.
Estas variables funcionan juntas para ayudar a los animales «colorblind» a reconocer los colores.
La aberración cromática debido a una sola lente hace que diferentes longitudes de onda de luz tengan diferentes puntos focales. (Créditos: Drbob/Wikimedia Commons)
Todo está en los alumnos
Que los pulpos pudieran ver el uso de la aberración cromática fue propuesto por primera vez en 2016 por un dúo padre-hijo. Modelaron cómo la pupila de un pulpo podría interactuar con la luz para obtener la aberración cromática como respuesta.
Los alumnos redondos en los ojos humanos y de otro tipo de mamíferos se reducen para proporcionar una visión aguda con todos los colores que se enfocan en el mismo punto. Sin embargo, el estudio de 2016 sugiere que los alumnos amplios y fuera del eje permiten que los cefalópodos juzguen el color al enfocar longitudes de onda particulares en la retina.
Dado que los objetos blancos reflejan todas las longitudes de onda, centrarse en tales objetos sería una tarea más difícil y, en consecuencia, produciría una imagen de baja resolución. Sin embargo, los cefalópodos pueden centrarse bastante precisamente en objetos que tienen un color más vívidamente, como el amarillo o el azul.
Imagen de primer plano del alumno de forma inusual fuera del eje de un pulpo (créditos: elementos Joebelanger/Envato)
La investigación llegó a la conclusión de que los animales con pupilas en forma de U, como calamar y sepia, podrían distinguir entre los colores dependiendo de si la luz se centró o no en su retina. Muchos pulpos tienen pupilas en forma de mancuernas que funcionan de manera similar. Estos cefalópodos ven una imagen borrosa, lo que indica la necesidad de cambiar el enfoque y ampliar sus pupilas, pero la imagen está coloreada.
Esto aún no se ha probado experimentalmente, y sin esa evidencia, la aberración cromática sigue siendo solo una teoría.
Conclusión
Los científicos están fascinados por el funcionamiento del ojo de cefalópodo, ya que es un modelo de visión diferente de muchos otros. Además, los ojos de los humanos y los pulpos comparten muchas características. El ojo humano y el ojo de pulpo, según algunos científicos, son ilustraciones de evolución convergente. El iris, el lente, el humor vítreo, las células de pigmento, los fotorreceptores, la retina y el nervio óptico son los componentes principales de un ojo de pulpo. ¡Puede reconocer esos términos anatómicos porque describen las mismas estructuras en nuestros propios ojos!
La lente del Octopus Eye es móvil, lo que permite que las criaturas logren una imagen enfocada. Esto es muy similar a cómo enfocaría una cámara o telescopio. Los vertebrados como los humanos modifican la forma de nuestra lente para concentrarse. Además, en contraste con los humanos, los pulpos disfrutan de un campo de visión completo sin puntos ciegos.
Referencias (haga clic para expandir)
- Messenger, JB, Wilson, AP y Hedge, A. (1973, 1 de agosto). Algunas pruebas de daltonización de color en el pulpo. Journal of Experimental Biology. La compañía de biólogos.
- Hanke, FD y Kelber, A. (2020, 14 de enero). El ojo del pulpo común (Octopus vulgaris). Fronteras en fisiología. Frontiers Media SA.
- Cronin, TW y Porter, ML (2014). La evolución de los fotopigmentos de invertebrados y los fotorreceptores. Evolución de pigmentos visuales y no visuales. Springer nosotros.
- Stubbs, AL y Stubbs, CW (2016, 5 de julio). Discriminación espectral en animales ciegos de color a través de la aberración cromática y la forma de la pupila. Actas de la Academia Nacional de Ciencias. Actas de la Academia Nacional de Ciencias.