La palabra "vieira" generalmente evoca un músculo aductor redondo y jugoso, un manjar de mariscos. Por lo tanto, no es ampliamente conocido que las vieiras tienen hasta 200 ojos pequeños a lo largo del borde del manto que recubre sus conchas. Las complejidades de estos ojos de moluscos todavía se están desvelando. Un nuevo estudio publicado en Current Biology revela que los ojos de vieira tienen pupilas que se dilatan y contraen en respuesta a la luz, haciéndolos mucho más dinámicos de lo que se creía anteriormente.
"Es sorprendente cuánto estamos descubriendo sobre cuán complejos y funcionales son estos ojos de vieira", dice Todd Oakley, un biólogo evolutivo de la Universidad de California, Santa Bárbara.
La óptica de los ojos de vieira se configuran de manera muy diferente a nuestros propios órganos oculares. A medida que la luz entra en el ojo de vieira, pasa a través de la pupila, una lente, dos retinas (distal y proximal), y luego llega a un espejo hecho de cristales de guanina en la parte posterior del ojo. El espejo curvo refleja la luz en la superficie interior de las retinas, donde se generan señales neuronales y se envían a un pequeño ganglio visceral, o un grupo de células nerviosas, cuyo trabajo principal es controlar el intestino y el músculo aductor de la vieira. La estructura del ojo de una vieira es similar a los sistemas ópticos que se encuentran en los telescopios avanzados.
Durante muchos años, la física y la óptica del ojo de vieira plantearon un problema desconcertante. "La retina principal en el ojo recibe luz casi completamente desenfocada porque está demasiado cerca del espejo", dice Dan Speiser, científico de la visión de la Universidad de Carolina del Sur y autor principal del nuevo estudio. En otras palabras, cualquier imagen en la retina proximal sería borrosa y desenfocada. "Eso me parece tan irracional", dice Speiser.
El nuevo estudio arroja algo de luz sobre este misterio. Los investigadores descubrieron que las pupilas de vieira pueden abrirse y contraerse, aunque sus respuestas pupilares no son tan rápidas como las nuestras. El diámetro de una pupila de vieira cambia en aproximadamente un 50 por ciento como máximo, y la dilatación o contracción puede tomar varios minutos. Sus ojos no tienen iris como nuestros ojos, y en cambio, las células en la córnea cambian de forma al pasar de ser delgadas y planas a ser altas y largas. Estas contracciones pueden cambiar la curvatura de la córnea misma, abriendo la posibilidad de que el ojo de vieira cambie de forma y responda a la luz de una manera que permita formar imágenes más nítidas en la retina proximal.
"Realmente cambia la capacidad de ese ojo y, en última instancia, del organismo para poder tener el tipo de resolución para ver su entorno", dice Jeanne Serb, científica de la visión en la Universidad Estatal de Iowa.
Ahora, Speiser está trabajando para comprender si las vieiras pueden cambiar la curvatura del espejo y del ojo en su conjunto, lo que le permitiría ajustar aún más el enfoque de la imagen. "Las estructuras dinámicas de los ojos abren nuevas posibilidades para lo que puedes hacer con un ojo con espejo como este", dice Speiser.
Los espejos adaptativos no son el único misterio del ojo de vieira. "Resulta que los ojos de vieira tienen tres veces más opsins que nosotros", dice Serb. Las opsinas son proteínas sensibles a la luz que se encuentran en las células fotorreceptoras de la retina que median la conversión de la luz en señales electroquímicas. Los científicos no saben si las 12 opsinas de vieira se expresan en cada ojo de vieira o si los ojos se especializan en diferentes canales del espectro visual. Algunas opsinas pueden expresarse en la retina proximal, mientras que otras se encuentran en la retina distal.
El equipo de Serb en el estado de Iowa estudia las opsins en vieiras, almejas y otros animales. Los bivalvos, moluscos que viven dentro de dos caparazones ahuecados a juego conectados por una bisagra, han desarrollado algún tipo de ojo varias veces. Algunas almejas incluso tienen ojos compuestos u ojos con múltiples unidades visuales, aunque difieren de los ojos compuestos de insectos más conocidos. Al estudiar las diferentes opsinas fuera de los animales, los serbios pueden medir su absorción y finalmente entender cómo funcionan en los diferentes animales.
Los ojos probablemente han evolucionado al menos 50 o 60 veces en todos los animales, y en muchos casos, las bases moleculares de la visión, las proteínas que traducen las señales de luz en señales eléctricas, varían bastante. “La gran pregunta evolutiva para mí es, ¿cómo evolucionan estas proteínas para tomar muestras de luz? Y luego, ¿cómo se especifica a los diferentes tipos de ambientes de luz en los que los animales pueden ocurrir? ”, Pregunta Serb. Ella cree que las opsinas, en la mayoría de los casos, están siendo reutilizadas de alguna otra función dentro del animal para ser utilizada en los ojos.
Aunque existe una diversidad de morfologías oculares y de fotorreceptores entre los animales, los componentes básicos, los genes que controlan el desarrollo ocular, son notablemente similares. Por ejemplo, Pax6 es un gen de desarrollo que es crítico para el desarrollo ocular en mamíferos, y juega un papel similar en el desarrollo de los ojos de vieira. En un estudio previo, Andrew Swafford y Oakley argumentan que estas similitudes creen que muchos tipos de ojos podrían haber evolucionado en respuesta al estrés inducido por la luz. El daño ultravioleta provoca cambios moleculares específicos contra los que un organismo debe protegerse.
"Fue tan sorprendente que, una y otra vez, todos estos componentes que se utilizan para construir los ojos, y también se utilizan en la visión, tienen estas funciones de protección", dice Oakley. En la historia profunda de estos componentes hay rasgos genéticos que desencadenan respuestas al estrés inducido por la luz, como reparar el daño de la radiación UV o detectar los subproductos del daño UV. Una vez que el conjunto de genes involucrados en la detección y respuesta al daño causado por los rayos UV se expresan juntos, entonces puede ser solo una cuestión de combinar esas partes de una nueva manera que le brinde un ojo, sugieren los investigadores.
"El factor de estrés puede reunir estos componentes tal vez por primera vez", dice Swafford. "Y así, los orígenes de las interacciones entre estos diferentes componentes que conducen a la visión son más atribuibles a este factor de estrés. Y luego, una vez que los componentes están allí, ya sean pigmentos o fotorreceptores o células de lentes, la selección natural actúa para elaborarlos en los ojos ".
Sin embargo, fueron hechos, los ojos de vieira tienen una funcionalidad impresionante, deformando sus espejos internos para enfocar la luz como un telescopio. Así que la próxima vez que esté disfrutando de unas vieiras de ajo, trate de no imaginar los moluscos mirándolo.
