Deambulando por las oscuras grietas del océano, un pulpo busca destellos de luz bajo el agua que puedan indicar su próxima comida. Busca pequeños peces que cruzan su campo visual y cangrejos que se arrastran por el fondo del océano. Mientras tanto, el pulpo teme una sombra que se desliza por encima; tal vez sea un cachalote, un depredador común del pulpo y su presa. Encontrar comida y mantenerse a salvo como un cefalópodo suave y flexible requiere un conjunto diferente de sensibilidades y habilidades visuales que las que usamos los humanos cuando caminamos por un patio de comidas iluminado con fluorescentes para buscar nuestra próxima comida.
Los pulpos, las sepias y los calamares (los cefalópodos coleoides o de cuerpo blando) son similares a los humanos en que dependen en gran medida de su sistema visual para guiar sus actividades cotidianas. Pero su cerebro ha desarrollado una forma completamente diferente de ver su entorno para ayudarles en sus actividades acuáticas. Los científicos todavía están tratando de descubrir cómo el cerebro de estos animales permite su forma única de ver.
“Tienen ojos como los nuestros y cerebros grandes, pero el cerebro está organizado de manera completamente diferente porque evolucionaron de manera diferente”, dice el neurocientífico visual de la Universidad de Oregon. cris niell. “Y el hecho de que se sepa tan poco al respecto… como neurocientífico visual, me cautivó”.
La visión es tan crítica para los cefalópodos que utilizan más de dos tercios de su cerebro central para el procesamiento visual, un poco más que la medida comparable del cerebro humano. Su sistema visual es diferente al de los humanos, aunque tanto los cefalópodos como nuestra especie tienen ojos parecidos a una cámara algo inusuales que reciben la luz a través de una abertura y la enfocan con una lente.
A diferencia de los humanos, los cefalópodos son muy sensibles a las cosas grandes y oscuras y a las pequeñas y claras. Neill descubrió esto cuando trajo pulpos a su laboratorio. Allí descubrió que tenían más actividad neuronal, medida mediante imágenes de calcio del lóbulo óptico de los animales, al ver pequeños círculos claros y grandes círculos oscuros en una pantalla. Esto puede deberse a que las pequeñas presas de los pulpos tienden a parecer brillantes cuando se las coloca sobre un fondo grande y oscuro, mientras que los objetos grandes que se asoman arriba, como los depredadores, probablemente aparecen oscuros sobre un fondo claro.
Otros experimentos muestran que los pulpos también tienden a Detectar estímulos horizontales y verticales más que entradas visuales diagonales.. Los primeros hallazgos de esto se remontan a 1957. Este sesgo “rectilíneo” probablemente ayuda a los pulpos a detectar presas que nadan en dirección horizontal o depredadores que se mueven hacia abajo.
Mientras que muchas otras criaturas submarinas se adaptaron para ver una sección más amplia del espectro de colores que los humanos, la adaptación de los cefalópodos tomó un rumbo diferente. Sorprendentemente, los animales parecen ser daltónicos, con la excepción de unas pocas especies de aguas profundas. “Nos sorprende porque casi todo ve el color”, dice Sönke Johnsen, ecologista visual de la Universidad de Duke.
A diferencia de los fotorreceptores de nuestra retina, como los conos que nos ayudan a ver el color, los fotorreceptores de los cefalópodos pueden percibir la luz polarizada desde diferentes direcciones. Sus células fotorreceptoras cubren la retina en la parte posterior de sus ojos en un patrón de orientaciones horizontales y verticales alternas, lo que les permite detectar la luz polarizada que llega desde diferentes ángulos. Muchos otros animales acuáticos pueden sentir la luz polarizada, pero no con el detalle que pueden hacerlo los cefalópodos.
Como los humanos no son sensibles a la luz polarizada, es difícil imaginar cómo sería esto. La visión por polarización permite a los animales ver claramente a través del agua sin que un objeto se distorsione por los reflejos, de forma similar a como las gafas de sol polarizadas nos ayudan a evitar el resplandor.
Las imágenes polarizadas bajo el agua son más confiables que el color para obtener una imagen precisa del paisaje marino circundante porque el agua puede filtrar ciertas longitudes de onda de luz en el espectro de colores pero no afecta la percepción de la luz polarizada a distancia. Por tanto, la luz polarizada que llega al ojo de un cefalópodo puede proporcionar señales útiles para ver objetos a todas las profundidades. Sin embargo, los científicos todavía están intentando comprender cómo los cefalópodos utilizan estas imágenes polarizadas.
Aunque la visión polarizada ayuda a los cefalópodos a ver, los científicos siguen perplejos acerca de cómo los pulpos se camuflan en ausencia de la visión de los colores. ¿Cómo se camuflan los animales según el color si no pueden verlo? Los cefalópodos, especialmente las sepias y los pulpos, cambian instantáneamente los patrones y la textura de su piel para mezclarse con su entorno y evitar ser vistos. A veces incluso pretenden ser otras cosas como algas o rocas.
Los investigadores tienen dos teorías principales sobre cómo esto podría ser posible, explica Tessa Montague, neurocientífico de la Universidad de Columbia. El primero es un idea intrigante que las formas de las pupilas de los cefalópodos podrían ayudar a separar las longitudes de onda de la luz y permitir que los animales que de otro modo serían daltónicos detecten el color. Por supuesto, esto no sucedería con un alumno cualquiera. Los cefalópodos tienden a tener una forma de pupila que permite enfocar diferentes longitudes de onda a diferentes distancias de la lente, justo detrás de la pupila. Se necesitan más experimentos para aclarar si los animales realmente utilizan estas señales para clasificar las longitudes de onda de la luz en colores.
Una segunda idea, menos sorprendente, es que tal vez el tinte azul verdoso oscuro del agua de mar actúe como un filtro que reduce la gama de colores que los cefalópodos necesitan mostrar. Cuanto más se sumerge el animal bajo el agua, más agua filtra las longitudes de onda rojas y naranjas. De acuerdo con este punto de vista, Johnsen dice que el camuflaje daltónico “no es el rompecabezas que todo el mundo cree que es”.
Algunos cefalópodos utilizan el color no sólo para camuflarse sino también para la comunicación entre especies. “Existe todo este vocabulario visual que utilizan para la comunicación social”, explica Montague.
Por ejemplo, muchas sepias utilizan un espectacular patrón de rayas blancas y negras para mostrar agresión hacia otros de su especie. A veces también crean un patrón de manchas u ondas en la piel. “Nuestro [lab’s] Las especies a menudo miran fuera del tanque, y cuando nos miran y nos observan, comienzan a crear olas”, dice Montague. “Así que creo que es alguna forma de atención, como si estuvieran atentos a su entorno y estuvieran alerta”. Pero los significados de muchos de estos patrones en la sepia siguen siendo un misterio.
Aún quedan preguntas más importantes sobre cómo el camuflaje y el daltonismo varían entre especies. “Creo que sería bueno hacer camuflaje. [studies] con pulpos y al mismo tiempo realizar experimentos de comportamiento sobre la visión de los colores con sepias”, dice Frederike Hanke, zoólogo de la Universidad de Rostock en Alemania. Las últimas técnicas genéticas, de neuroimagen y de análisis del comportamiento podrían hacer posibles estos estudios.
Es importante destacar que diferentes cefalópodos viven a diferentes profundidades y utilizan su visión para actividades como la caza y el camuflaje, por lo que es una simplificación dramática referirse a un solo sistema visual de cefalópodos. Científicos como Hanke y Montague están particularmente interesados en cómo varían estas habilidades y sistemas visuales entre pulpos y sepias.
“Lo que siempre intento transmitir es lo misterioso que es esto, no sólo misterioso en el sentido de que los pulpos son criaturas extrañas… pero el hecho de que este es un cerebro que está diseñado de manera completamente diferente que el nuestro que hace estas cosas extraordinarias”, dice Niell. “Me parece sorprendente que exista todo este territorio inexplorado”.