En su mundo de total oscuridad, estos peces podrían tener una forma única de ver colores

Los científicos han afirmado durante mucho tiempo que las criaturas en las profundidades del océano experimentan un mundo oscuro e incoloro. Pero algunos de los peces que viven allí pueden ver colores gracias a un sistema visual recién descubierto, que nunca antes se había observado en los vertebrados.

El hallazgo, publicado en la revista Science, desafía las viejas suposiciones acerca de cómo estos animales perciben los colores. “No esperábamos esto en absoluto”, dijo el colíder del estudio, Fabio Cortesi, biólogo marino de la Universidad de Queensland, en Brisbane, Australia. “Pensamos: ‘guau, ¿qué está pasando?’”.

Para Christopher Kenaley, un biólogo del Boston College que no participó en el estudio, el informe debería hacer a los científicos reconsiderar la idea convencional de que los peces de aguas profundas tienen una visión muy limitada.

“Hay algunas preguntas importantes en las profundidades marinas, sobre cómo se comunican los animales allí”, expuso. “Esto nos da una idea de cómo podrían detectarse unos a otros”.

La visión de los vertebrados es posible gracias a las células fotorreceptoras de la parte posterior del ojo. Estas células, llamadas varas y conos, incluyen proteínas pigmentarias que detectan diferentes tipos de luz y transmiten esa información al cerebro.

Un ojo de vertebrado típico tiene múltiples tipos de conos que funcionan en condiciones de luz, cada uno capaz de detectar un cierto rango de colores, y un tipo de vara que detecta la luz cuando el ambiente es tenue. Estas varillas no pueden distinguir entre los colores, porque todas tienen el mismo pigmento proteico, razón por la cual se dice que los humanos y la mayoría de los animales no distinguen los colores en la noche.

Cortesi y sus colegas se preguntaron si podrían encontrar algunas excepciones entre los peces que viven en ambientes perpetuamente oscuros. Su pregunta fue motivada por un estudio realizado en 2015 sobre peces, en su mayoría de aguas poco profundas, que finalmente presentó varias especies con más genes de proteínas de pigmento de lo que los científicos esperaban.

“Pensamos que, si otros peces son más variables en su sistema visual de lo que se pensaba anteriormente, había que observar a los de aguas profundas”, explicó Walter Salzburger, biólogo evolutivo de la Universidad de Basilea, en Suiza, quien supervisó el estudio de 2015 y el nuevo análisis. Después de todo, si algún pez pudiera beneficiarse al tener más formas de ver en condiciones oscuras, sería uno que viva a tanta profundidad donde la luz apenas llega.

Se sabe muy poco sobre los peces que residen a más de mil metros bajo el nivel del mar. Algunos desarrollaron pupilas grandes y varillas muy largas, que les ayudan a captar la poca luz que hay alrededor (en esas profundidades, la mayor parte de la luz es producida por los propios peces a través de la bioluminiscencia).

Para el nuevo estudio, los investigadores comenzaron contando el número de genes para las proteínas de pigmento de vara y cono en los genomas de 101 especies de peces que viven en una gran variedad de hábitats. Aunque encontraron una docena de especies con hasta siete genes de pigmento de cono, lo que realmente les sorprendió fue el descubrimiento de 13 especies que tenían más de un gen de pigmento de vara. Cuatro de ellas se destacaron con cinco o más de los genes: el ojo tubular (Stylephorus chordatus), el pez linterna glaciar (Benthosema glaciale), el aleta espinosa de ala larga (Diretmoides pauciradiatus) y el espinoso de plata (Diretmus argenteus).

Todos estos peces viven entre 1.000 y 2.000 metros bajo el nivel del mar. Su ancestro común más reciente data de hace más de 100 millones de años, por lo cual los investigadores creen que los genes adicionales evolucionaron independientemente en cada linaje.

“¿Ese tipo de visión es para ver especies de presa? ¿para encontrar compañeros en un entorno completamente oscuro o casi totalmente negro? ¿o para evitar a los depredadores?”, expuso Salzburger. “Estas son las tres principales ventajas evolutivas que podemos imaginar”.

Pero, ¿estos peces realmente usaban sus proteínas pigmentarias extra?. Para responder a esa duda, el equipo examinó especímenes que representan 36 especies diferentes. Algunas muestras de tejido ya estaban conservadas en laboratorios y otras provinieron de expediciones de pesca.

Cortesi y otros investigadores pasaron una red por el océano desde Perth hasta Sri Lanka. Lo hicieron de noche, para que los peces no se encontraran con la luz solar que podía dañar sus ojos. Según Cortesi, llenar sólo un pequeño cubo de peces del tamaño del pulgar podía demorar seis horas.

La mayoría de las 36 especies tenían un sólo gen activo para producir proteínas de pigmento de varilla. Las especies con al menos cinco genes de pigmento de varilla tenían al menos tres que estaban activos.

La estrella fue el aleta espinosa de plata. Tenía 38 genes para proteínas de pigmento de varilla, y 14 de ellas realmente estaban trabajando dentro del ojo (en comparación, la mayoría de los humanos usan sólo tres tipos de proteínas de pigmento de cono para ver el mundo en color).

No está claro cómo el aleta espinosa de plata usa todos estos pigmentos de varilla, pero los científicos sospechan que pueden aumentar su sensibilidad a la luz, consideró Salzburger.

Para tener una idea de qué colores puede ver el aleta espinosa de plata, los investigadores reclutaron bacterias para reproducir algunas de sus proteínas pigmentadas en una placa de Petri. Luego iluminaron cada una de ellas, para ver qué parte del espectro podían absorber las proteínas pigmentarias, y descubrieron que podían detectar luz en todo el espectro de la bioluminiscencia, desde diferentes tonos de azul y verde, hasta el amarillo.

Finalmente, utilizaron esos resultados para predecir los colores que podían ver otros peces de aguas profundas con múltiples proteínas pigmentadas de varilla. Las formas de esas proteínas fueron la clave, ya que los diferentes formatos son sensibles a distintas longitudes de onda de la luz.

Su trabajo sugirió que el pez linterna, el ojo tubular y el aleta espinosa de ala larga probablemente podrían detectar la luz azul, así como los tonos de verde y amarillo verdoso. Pero no tienen un rango tan amplio como el espinoso plateado.

Sin experimentos de comportamiento, los científicos no pueden saber con certeza si estos peces realmente usan sus varas para ver el color. Esos experimentos serían complejos de realizar porque los peces no sólo son difíciles de conseguir, sino que no viven mucho tiempo una vez que son traídos a la superficie, explicó Salzburger (la presión del agua a nivel del mar es mucho más baja de lo que es normal para ellos, en las profundidades del océano).

Sin embargo, científicos que no participaron del estudio concordaron con que la identificación de peces con múltiples proteínas pigmentadas de varilla es una novedad en sí misma.

El biólogo David Hunt, profesor emérito de la Universidad de Australia Occidental, que se ha especializado en la evolución de la visión de los vertebrados, calificó los hallazgos como “bastante sorprendentes”. “Es algo desconocido y totalmente inesperado”, expresó. “Todavía estoy tratando de entender lo que realmente significa”.

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