Muchos mamíferos ven radiaciones ultravioletas

Por Juan Ignacio Pérez, el 6 marzo, 2014. Categoría(s): General ✎ 2
Espectros de absorción de las opsinas (S, M, y L) de los tres conos y de la rodopsina (R) de los batones de la retina humana.
Espectros de absorción de las opsinas (S, M, y L) de los tres conos y de la rodopsina (R) de los bastones de la retina humana.

Muchos mamíferos, más de los que se pensaba, son capaces de ver radiaciones en la frecuencia del ultravioleta. Han llegado a esa conclusión estudiando los cristalinos de un buen número de especies y midiendo la proporción de la radiación ultravioleta que dejan pasar a su través.

Muchos lectores quizás piensen que eso es irrelevante, ya que en la mayoría de especies de mamíferos ninguno de sus pigmentos visuales tiene el máximo de absorción en el entorno de longitudes de onda más cortas que las de la luz violeta y que, por lo tanto, no podrían en ningún caso procesar esas radiaciones. Sin embargo, el hecho de que el máximo de absorción (lmax) de un pigmento visual no se halle cerca de la longitud de onda de una determinada radiación no significa que no absorba una parte de ella y que, en consecuencia, no llegue a excitarse. Los pigmentos visuales no sólo absorben la radiación cuya longitud de onda corresponde a su máximo de absorción, sino que lo hacen en un espectro relativamente amplio de frecuencias, si bien es cierto que en proporción decreciente conforme la longitud de onda se aleja del valor del máximo. Además, muchos pigmentos visuales tienen un segundo máximo (denominado cis-pico o banda ß) en longitudes de onda muy inferiores a las de la luz azul, en la zona ultravioleta del espectro, por debajo de los 400 nm. Así pues, si el cristalino permite el paso de una cierta proporción de la radiación ultravioleta, los fotorreceptores de la retina absorberán parte de la energía de esa radiación y, por lo tanto, serán capaces de emitir las correspondientes señales nerviosas.

Espectros de absorción de los pigmentos visuales de los conos del hurón. Se observan los cis-picos o bandas ß hacia la izquierda de los espectros.
Espectros de absorción de los pigmentos visuales de los conos del hurón. Se observan los cis-picos o bandas ß hacia la izquierda de los espectros.

R. H. Douglas, de la City University, y G. Jeffrey, del University College, ambos de Londres, han examinado el espectro de transmisión de los cristalinos de 28 especies de mamíferos pertenecientes a muy diferentes familias y órdenes. Y han encontrado una gran diversidad de comportamientos. Hay especies, como el ratón o la rata negra cuyo cristalino transmite algo más del 80% de la radiación UV (se considera así la comprendida entre 315 y 400 nm de longitud de onda); de esas especies ya se sabía que son capaces de ver radiaciones UV. Otras, como perros, gatos o hurones, transmiten en torno al 60% de la radiación UV que reciben. El pudu y el reno transmiten alrededor del 25%. Y los que prácticamente no transmiten son los cristalinos de primates diurnos, roedores esciúridos, suricatas y tupayas. Los cristalinos de esas especies contienen un pigmento con un máximo de absorción en 357-369 nm que absorbe casi toda la radiación ultravioleta e impide así que llegue a la retina. En general, las especies nocturnas o que son parcialmente nocturnas, tienen cristalinos que transmiten una proporción importante de radiación UV, mientras que los cristalinos de las de vida diurna lo dificultan o impiden.

Reno (Fotografía: Alexandre Buisse (Nattfodd))
Reno (Fotografía: Alexandre Buisse (Nattfodd))

Aunque una especie no disponga de un pigmento visual cuya lmax  sea inferior a 400 nm, eso no quiere decir que el pigmento no sea sensible a las longitudes de onda UV, puesto que su espectro de absorción se extiende también a esas frecuencias. Del reno, por ejemplo, ya sabíamos que responde electrofisiológicamente a la radiación ultravioleta, aunque no tiene un pigmento con lmax menor de 400 nm; por lo tanto, ese 26,5% de radiación que deja pasar el cristalino de los renos a esas longitudes de onda es suficiente para surtir efectos eletrofisiológicos en sus retinas. Lógicamente, si en los renos se ha comprobado que un porcentaje de transmisión tan limitado como el 26,5% basta para que haya fotorrecepción en su sistema visual, no hay ninguna razón para pensar que los pigmentos de otras especies, como vacas, cerdos, hurones, perros, okapis y gatos, por ejemplo, no sean también sensibles a las radiaciones de alta frecuencia. Para poner en su contexto esta cuestión y yéndonos al otro extremo del espectro visible, conviene tener en cuenta que nuestro pigmento visual con la más alta lmax es el del rojo, con lmax = 564nm y sin embargo, la luz roja tiene unas longitudes de onda en el intervalo de l = 620-750 nm, o sea, bastante por encima del valor de lmax.

Hurón (Fotografía: Luciano Bernardi)
Hurón (Fotografía: Luciano Bernardi)

Normalmente se intenta atribuir una función precisa o un cometido específico a la visión ultravioleta en las especies que la poseen. En algunos casos, como en los roedores para identificar rastros de orina o en los renos para distinguir mejor los líquenes, sí se puede atribuir una función o razón de ser específica a la visión UV, pero en realidad no tiene por qué haber ninguna razón concreta para ello. En el mundo animal, los pigmentos sensibles a las radiaciones de alta frecuencia son de dos tipos, los sensibles a luz violeta y los sensibles a radiación UV pero, al parecer, la forma ancestral es esta segunda. Por lo mismo, el cristalino ancestral es el que transmite radiación UV. El que muchos animales carezcan de pigmentos visuales de lmax inferior a 400nm y cuyos cristalinos no transmitan prácticamente nada de esa radiación, obedece seguramente a la acción de ciertas presiones selectivas. Así pues, la cuestión a que ha de responderse no es por qué hay mamíferos capaces de ver UV, sino por qué muchos animales tienen un cristalino que no deja pasar la luz UV. La primera respuesta que se nos ocurre es que ese bloqueo quizás tenga función protectora, ya que la radiación UV puede dañar la célula de la retina en mayor medida que las radiaciones de longitudes de onda más largas y, por tanto, de menor energía. Pero si el problema fuese el daño que pueden causar las radiaciones de alta frecuencia, todas las especies habrían desarrollado alguna medida protectora. Resulta que ese no es el caso; el reno, por ejemplo, vive en entornos con alta proporción de radiaciones UV y aunque vive bastantes años no parece que experimente ningún problema por estar expuesto a esas radiaciones.

uricata (Fotografía: Sara&Joachim&Mebe)
Suricatas (Fotografía: Sara&Joachim&Mebe)

Quizás no se trate de un mecanismo protector, sino que es posible que lo que está en juego sea la calidad de la recepción visual. Porque se da la circunstancia de que tanto la dispersión de Rayleigh como la aberración cromática –factores que disminuyen la precisión o agudeza visual- son mayores en la parte del espectro de menores longitudes de onda. Esta hipótesis es difícil de verificar experimentalmente, pero es muy significativo que las especies de primates diurnos y de roedores esciúridos, cuyos cristalinos impiden la llegada de radiación UV a la retina, también tengan alta proporción de conos (>20% de todos los receptores) o áreas con alta densidad de este tipo de receptores (>100.000 conos cm-2), rasgos relacionados con la calidad de la visión. Y resulta que las rapaces, para las que es muy importante la agudeza visual, tienen un medio ocular que absorbe las radiaciones UV antes de que lleguen a la retina. Por el contrario, las especies de vida nocturna no necesitan una gran agudeza visual espacial, sino una alta sensibilidad, y no es casual que esas especies tengan baja proporción de conos (alta de bastones) y a menudo disponen de áreas con alta densidad de estos últimos.

En síntesis, numerosas especies de mamíferos disponen de cristalinos que les permiten recibir y procesar radiación ultravioleta, y gracias a esa capacidad pueden desenvolverse en medios oscuros, en penumbras o en entorno en que la radiación UV es abundante y aporta información valiosa. Las especies que han perdido esa capacidad habrían sacrificado la posibilidad de mejorar su visión en condiciones de penumbra pero, a cambio, habrían ganado en agudeza visual bajo condiciones de iluminación adecuada.

Referencia: R. H. Douglas y G. Jeffery (2014): “The spectral transmission of ocular media suggests ultraviolet sensitivity is widespread among mammals.” Proc. R. Soc. B 281: 20132995.



2 Comentarios

  1. Como siempre, más que interesante lo que cuentas.
    Así tras una lectura algo rápida del tema, entre las interpretaciones posibles a esa capacidad de detectar luz UV podría ser la regulación de ciclos circadianos y ultra-circadianos. Las especies nocturnas, con poca agudeza visual por otra parte, parece que tienen más capacidad de detección de UV, podría ser el sensor de (día/noche). Asimismo los animales muy estacionales y que viven en latitudes altas y no así las especies diurnas con gran agudeza visual y poca estacionalidad en su ciclo de vida (primates por ejemplo).
    Es solo una interpretación de los datos que se dan en el artículo, ya que no todo en visión está al servicio de la agudeza visual, siendo al mismo tiempo la cantidad de luz recibida y la duración diaria de la misma determinante en desencadenar determinados ciclos.
    saludos

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Por Juan Ignacio Pérez, publicado el 6 marzo, 2014
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