La estrella quebradiza que ve con su cuerpo

Los brazos largos y serpenteantes de una estrella quebradiza -un pariente de la estrella de mar con tendencias barrocas- tienen una relación sorprendente con el resto de su cuerpo.

Sus brazos funcionan de forma más o menos independiente, detectando su propio entorno y tomando sus propias decisiones sobre cómo reaccionar ante él. Sólo están vagamente coordinados por un anillo nervioso en el núcleo del animal. Una sola estrella quebradiza es casi como cinco animales unidos con un interés mutuo en dónde ir, qué comer y hacer pequeñas estrellas quebradizas.

Y, sin embargo, ahora parece haber algo mucho más extraño en la biología de al menos una especie: todo el cuerpo de la Ophiocoma wendtii parece capaz de formar una imagen borrosa pero útil, como un Ojo de Sauron escurridizo pero extrañamente lindo.

La cosa se pone más rara.

Esta visión de todo el cuerpo se apaga por la noche, cuando la sensibilidad del animal a la luz aumenta paradójicamente, y su cuerpo granate se vuelve beige. Cómo y por qué este animal posee estas extrañas características fueron los temas de un estudio publicado en enero en Current Biology.

Para ver, los biólogos necesitan visión espacial. No basta con detectar la luz, sino que hay que formar una imagen. Casi todos los animales pueden percibir la luz. Menos pueden ver.

Tradicionalmente era bastante evidente quién podía ver y quién no porque una criatura tenía ojos o no los tenía. Recientemente, sin embargo, los biólogos de invertebrados se están dando cuenta de que los ojos pueden ser opcionales para la visión.

En 2018, los científicos informaron que el erizo de mar espinoso Diadema africanum es aparentemente capaz de resolver imágenes sin ojos-un concepto llamado «visión extraocular.» Sin embargo, no entendían cómo.

Entonces, un equipo de científicos europeos y estadounidenses dirigidos por Lauren Sumner-Rooney en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford comenzó a sospechar que, a pesar de la llamativa falta de ojos, O. wendtii también podía ver.

Probaron esto colocando las estrellas frágiles en el centro de arenas rodeadas de paredes con barras negras en un lado para simular un refugio. Más estrellas frágiles acabaron en las barras negras de lo que cabría esperar por casualidad. Sin embargo, las O.wendtii de color beige adaptadas a la oscuridad no fueron capaces de encontrar estas barras negras en porcentajes superiores al azar, tanto si se les suministraba luz fluorescente como luz diurna, lo que parece descartar la intensidad de la luz o los ritmos circadianos como explicación.

Esta combinación de comportamientos fue especialmente desconcertante porque un pariente cercano, O. pumila, tiene todo el mismo equipo de detección de la luz, pero cuando se colocan en las mismas arenas, estos animales acaban distribuidos al azar en cualquier momento del día. Son ciegos.

Sin embargo, el equipo sabía que los cuerpos de ambas estrellas frágiles están repletos de receptores de luz llamados opsinas. Puede que O. pumila no sea capaz de ver, pero puede percibir la luz; cuando se expone a ella, se esconde en la arena o en las grietas justo donde está. O.wendtii, en cambio, se escabulle hacia el refugio más cercano. La única diferencia evidente es que O. pumila no es nunca roja. ¿Qué diferencia podría hacer el ser rojo para ver?

Para poder formar una imagen, un receptor de luz necesita direccionalidad. Si no puede saber de qué dirección viene la luz, no puede inferir mucho sobre el aspecto del mundo en un lugar concreto. En consecuencia, el primer requisito para la visión después de la detección de la luz es algún tipo de mecanismo de cribado, para que cualquier receptor dado sepa que la luz que viene de este punto en particular está llegando en esta cantidad.

Un método para filtrar la luz es (duh) la protección solar. El pigmento es un protector solar natural, y O. wendtii está cubierto de paquetes de pigmento rojo llamados cromatóforos durante el día. Por la noche, los cromatóforos se retraen. Cuando los científicos escanearon ambas especies de estrellas frágiles y midieron el campo de visión de los sensores de luz de cada animal, descubrieron que los paquetes de pigmentos desplegados estrechan el campo de visión bloqueando físicamente la luz. La apertura angular se estrecha de unos 118 grados a 68 grados en O. wendtii con los cromatóforos encendidos.

Si los sensores de luz de O. wendtii son direccionales, eso explica cómo la matriz ampliamente dispersa por todo su cuerpo podría formar una imagen. Todo su cuerpo es, en efecto, un ojo. Pero la imagen formada podría ser extremadamente extraña para nosotros. Una estrella frágil no es una bola, como un erizo de mar. Son cinco brazos rebeldes unidos a un núcleo conciliador. ¿Cómo puede un humano siquiera empezar a pensar en el aspecto que podría tener la imagen formada por un conjunto así?

Los científicos intentaron reconstruir una imagen de un arrecife inferida por la resolución que midieron. En el mejor de los casos, aparece una barra borrosa de color gris oscuro sobre un fondo gris más claro. Es un resultado burdo, sin duda, pero tal vez suficiente para que una estrella frágil motivada alcance la importantísima ubicación mínima para no ser devorada.

Dado que los cromatóforos bloquean la luz, eso también explica por qué su sensibilidad general a la luz mejora por la noche, lo cual es conveniente porque la visión entonces puede ser imposible de todos modos.

Es intrigante que los animales con un sistema tan extraño para percibir su mundo pertenezcan al principal grupo animal que es el pariente más cercano de los vertebrados. Animales mucho más lejanos -los poderosos artrópodos (por ejemplo, los insectos y las langostas) y los moluscos (por ejemplo, los pulpos y los calamares), sobre todo- tienen ojos. Incluso algunas estrellas de mar poseen ojos propiamente dichos: ojos compuestos encajados en sus patas tubulares u ocelos simples (la presión para ver bien puede ser mayor en el caso de las estrellas de mar porque son cazadores activos).

Descubrir un sistema de visión tan alternativo no sólo en uno, sino en dos parientes tan cercanos (los erizos de mar, al igual que las estrellas frágiles, son equinodermos) parece sorprendente y contrario a la intuición. Por otro lado, que un grupo de animales con simetría radial y una aparente despreocupación por ser cortados en dos sea el pariente principal más cercano de los vertebrados también es sorprendente, como se ha señalado muchas veces.

Entre los vertebrados, muchos peces, anfibios y reptiles tienen un tercer ojo, y al menos uno tenía un cuarto. Los peces planos tienen ojos que migran alrededor de su cuerpo. Muchos vertebrados -incluidos los mamíferos- poseen receptores de luz aparte de los ojos. Si un vertebrado hubiera adoptado por alguna razón la simetría radial, ¿podríamos haber visto formas de ver igualmente sorprendentes en nuestras propias filas?