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Estudio sobre el funcionamiento de la Visión y varios sistemas visuales del reino animal

Creada28-03-2016
Modificada07-03-2017
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Febrero2

Reseña del Documental Ojos Bien Abiertos de la serie National Geographic Explorer

Ojos Abiertos de Par en Par

Los Animales deben percibir y localizar su alimento para poder alcanzarlo y la mayoría de ellos lo hace gracias al sentido de la Vista.

El órgano principal de la visión es el Ojo, pero no todos los ojos funcionan igual y muchos lo hacen de una forma sorprendente.

Los ingenieros actuales, con el fin de dotar de visión a las máquinas, estudian el mecanismo de la visión humana, pero también estudian los órganos de visión de otras muchas especies que funcionan de forma diferente.

No podemos suponer que los ojos de todos los animales funcionan de forma similar. En cada especie los ojos han evolucionado de forma diferente para afrontar los seis retos a los que todos los animales se enfrentan a diario para ayudar a su supervivencia.

1º Encontrar Alimento

Para reconocer el entorno los animales necesitan saber si lo que están viendo está cerca o lejos. La percepción de la profundidad no es algo que haga el ojo, sino que lo hace el Cerebro analizando la información de DOS ojos situados estratégicamente a una cierta distancia y contemplando ambos la misma escena desde dos puntos diferentes.

Los animales que tienen dos ojos ven dos escenas ligeramente diferentes y su cerebro crea una imagen virtual en tres dimensiones que le permiten reconocer las distancias a sus posibles presas.

2º Que no te coman

Para observar los peligros que te rodean no basta mirar a un punto de tu entorno sino que hay que ver TODO el entorno, teniendo un campo de visión tan amplio como sea posible.

La visión periférica no es tan perfecta como la visión directa, pero permite reconocer los movimientos, y eso hace que dirijamos la visión directa hacia cualquier cosa que se mueva para poder identificar un posible peligro.

Distintos animales, con distintos hábitos alimenticios, tienen ojos distintos, cada uno adaptado a sus hábitos. Las cabras y otros animales que se alimentan de pasto tienen unas pupilas en forma de ranuras horizontales. Eso, y el tener los ojos a ambos lados de la cabeza, les permite tener una visión periférica muy amplia de su entorno, por lo que detectan con facilidad cualquier movimiento a su alrededor.

Lo sorprendente, y que no hacen nuestros ojos, es que cuando la cabra inclina la cabeza para comer hierba, los ojos giran en sus órbitas de forma que la ranura del iris sigue permaneciendo paralela al suelo. Nuestros ojos no giran, y si inclinamos la cabeza vemos un paisaje que a nuestro cerebro puede parecerle extraño, pero las cabras no tienen ese problema.

3º Moverse

Nuestro ojo no es perfecto. Tiene varios defectos uno de ellos es que hay una zona ciega, un punto ciego. Normalmente no lo vemos porque usamos los dos ojos y el cerebro completa la imagen de un ojo con la del otro. Y si cerramos un ojo no vamos a ver un punto negro en mitad de nuestro campo visual, porque el cerebro nos engaña y extrapola lo que hay en el punto ciego a partir de lo que hay a su alrededor.

Podéis 'ver' el punto ciego con el siguiente experimento.

Tapaos el ojo izquierdo y con el derecho mirad fijamente al corazón. Con la visión periférica veréis el trébol. Ahora acercaos lentamente o, si ya estáis bastante cerca, alejaos. En un momento determinado el trébol desaparecerá. Esto es debido a que el trébol se proyectará en vuestro ojo derecho sobre el punto ciego, con lo que el cerebro no recibe la imagen del mismo y completa el escenario con lo que ve alrededor del punto ciego, en este caso el color blanco.

La visión también tiene un defecto que se manifiesta cuando dirigimos la vista con rapidez a a un objeto en movimiento. Al enfocar la vista a un reloj, donde el segundero se mueve cada segundo, nuestro cerebro no tiene ninguna referencia de una imagen anterior así que lo primero que hace es sacar una fotografía. A partir de esta fotografía, en sucesivos análisis, podrá discernir el movimiento del segundero, pero el primer movimiento tomará un tiempo sensiblemente superior, por lo que tendremos la impresión de que el primer segundo es más largo que los siguientes.

Un estudio de la actividad neuronal de los insectos revela que cuando se les presenta una imagen de forma repentina las neuronas que trabajan en el reconocimiento de imágenes en movimiento se desactivan durante unas pocas décimas de segundo para volver a activarse de forma normal una vez sacada la primera 'fotografía' del nuevo escenario. A los humanos nos pasa lo mismo.

Visión de los InsectosLos insectos tienen dos ojos divididos en varios centenares o miles de facetas. La cultura popular ha extendido la idea de que las moscas ven el mundo con una serie de imágenes que se yuxtaponen entre sí, pero no es cierto. En realidad las moscas y los insectos con ojos facetados ven una imagen pixelada de muy baja resolución. Y se tienen que apañar con lo que la Naturaleza les ha dado.

4º Procrear

Para sobrevivir como especie, los animales tienen que aparearse con miembros del sexo opuesto de su misma especie. Eso impone que los ojos y el cerebro deben ser capaces de reconocer, de entre todos los animales que se pueden encontrar en el entorno, a las posibles parejas.

El ojo dispone de unos receptores de color que se activan a determinadas frecuencias lumínicas. Esos receptores están distribuidos en la retina, de forma más densa en el centro y menos densa en la periferia de la retina, de ahí que podamos distinguir bastante bien los colores cuando miramos fijamente un objeto pero nos cueste más si lo vemos por la periferia del ojo.

Los individuos muestran una gran variedad de formas y colores, pero aquellos que no son reconocidos no consiguen aparearse por lo que la selección sexual ha hecho que sólo sobrevivan las especies en las que los individuos de distinto género de una misma especie se ajusten a unos patrones específicos. Esos patrones incluyen la forma y el color, y a menudo también el movimiento en forma de danzas de apareamiento.

Pero también hay algunos casos curiosos en los que se usan otros elementos.

Algunos animales, como los pergoleros australianos, no atraen a las hembras con su cuerpo, sino con sus riquezas. En medio de la maleza construyen una pérgola de hierbas entrelazadas y con la entrada cubierta de guijarros, trozos de huesos o conchas, los trozos más pequeños y claros hacia fuera y los más grandes y grises justo en la entrada. Y reservan objetos rojos o verdes para agitarlos ante las hembras.

Las hembras suelen buscar y elegir el chalet más ostentoso (que aún no esté ocupado por otra hembra) antes de aparearse.

Para todo ello los ojos deben tener la capacidad de percibir formas, colores y movimientos, y el cerebro debe ser capaz de reconocerlos.

Flores con Luz Normal y UltravioletaLa retina de los ojos humanos disponen de tres tipos de conos receptores de color sensibles a los colores rojo, verde y azul, pero otros animales tienen conos sensibles a otras frecuencias lumínicas en las gamas del infrarojo o el ultravioleta. Cuando vemos una flor con pétalos de color amarillo, un insecto puede estar viendo un dibujo con manchas o líneas de un color que nosotros no somos capaces de percibir.

Los pergoleros, en cambio, disponen en la retina de cuatro tipos de conos que están distribuidos de forma más homogénea por lo que son capaces de distinguir una gama más amplia de colores.

5º Evitar Conflictos

Ojos del Camarón MantisLos ojos del Camarón Mantis, en la Gran Barrera de Coral Australiana, tienen 12 tipos de conos receptores de color, por lo que disponen del sistema visual más completo del reino animal. Son dos ojos, por lo que percibe bastante bien la profundidad. No están en el interior del cráneo, sino sobre unos pedúnculos que puede orientar y girar en todas direcciones. Y cada ojo dispone de tres zonas de visión. Y además es capaz de distinguir la Luz Polarizada Circular.

La luz natural se compone de muchas ondas de distintas longitudes y orientadas en todas direcciones. Cuando se refleja en la superficie del agua, la luz polarizada en sentido vertical penetra en el agua mientras que la luz polarizada en sentido horizontal es reflejada, lo que hace que, sin unas gafas polarizadas, a nosotros, pobres humanos, nos cueste bastante ver el fondo del agua.

Pero algunas ondas de luz están polarizadas de tal forma que giran durante su trayecto. Nosotros vemos esa luz pero no la distinguimos de la luz normal. Los camarones mantis sí. Y que sepamos, es la única especie animal que lo hace. ¿Qué utilidad puede tener distinguir ese tipo de luz?

Otra característica de los camarones mantis es que su cuerpo refleja la luz polarizada circular, y que sepamos también es un caso único. La combinación de ambas características hace que para los camarones mantis sea muy fácil reconocer a los miembros de su misma especie. En un mundo multicolor, los camarones mantis brillan de forma esplendorosa para los miembros de su misma especie, mientras que para otras especies, posiblemente depredadoras, su color se confunde en el entorno.

Su cerebro es capaz de procesar toda la compleja información que recibe de los ojos para reconocer todo lo que haya en su entorno. Y cuando ve luz polarizada circular identifica de inmediato a los miembros de su propia especie, a los que, si no está en período de apareamiento, rehuye.

6º La Supervivencia de la Especie

Intrigado por el sistema visual del camarón mantis, un ingeniero ha diseñado y construido una cámara capaz de ver en tiempo real la luz polarizada circular. Y el resultado ha sido sorprendente.

La Luz Polarizada Circular permite ver con precisión los puntos débiles o de mayor desgaste de los tendones musculares, lo que podría convertirla en una poderosa herramienta de diagnóstico en traumatología.

También es capaz de percibir la presencia y actividad de las células cancerígenas, lo que puede revolucionar la diagnosis temprana del cáncer, ya que una simple imagen puede descubrir de forma inmediata lo que actualmente requiere un largo y caro proceso de análisis diagnóstico.

Una cámara de Luz Polarizada Circular puede ser tan barata como una cámara electrónica normal, muchísimo más barata que los sistemas de diagnóstico actuales.

Copiando el sistema visual de insectos nocturnos, también se han construido cámaras de visión nocturna en color, lo que no solo facilitará las labores de vigilancia sino que podrá salvar vidas en el tráfico.

Los ojos de las polillas están recubiertos de unas vellosidades que aumentan la nitidez de las imágenes, lo que ha servido de inspiración para construir placas fotovoltaicas más eficientes.

En suma, el conocimiento de los sistemas visuales de otros animales está abriendo un campo de la ingeniería que puede revolucionar nuestro mundo futuro.

Ver Ficha de Ojos Bien Abiertos de la serie National Geographic Explorer

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