Los biólogos se han preguntado durante décadas sobre la paradoja de la visión de los pulpos. A pesar de su piel brillantemente coloreada y de su capacidad de cambiar rápidamente de color para mezclarse con el fondo, los cefalópodos como los pulpos y los calamares tienen ojos con un solo tipo de receptor de luz, lo que significa básicamente que sólo ven en blanco y negro.

¿Por qué un macho se arriesgaría a exhibir sus brillantes colores durante un baile de apareamiento si la hembra ni siquiera puede verlo, pero un pez cercano sí, y lo engulle rápidamente? ¿Y cómo podrían estos animales hacer coincidir el color de su piel con el de su entorno como camuflaje si en realidad no pueden ver los colores?

Un nuevo estudio muestra que los cefalópodos pueden realmente ser capaces de ver el color, sólo que de forma diferente a cualquier otro animal.

¿Su secreto? Una pupila inusual -en forma de U, de W o de campana- que permite que la luz entre en el ojo a través del cristalino desde muchas direcciones, en lugar de ir directamente a la retina.

Aberración cromática

Los humanos y otros mamíferos tenemos ojos con pupilas redondas que se contraen hasta convertirse en agujeros de alfiler para darnos una visión nítida, con todos los colores enfocados en el mismo punto. Pero, como sabe cualquiera que haya ido al oftalmólogo, las pupilas dilatadas no solo hacen que todo esté borroso, sino que crean franjas de color alrededor de los objetos, lo que se conoce como aberración cromática.

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Esto se debe a que el cristalino transparente del ojo -que en los humanos cambia de forma para enfocar la luz en la retina- actúa como un prisma y divide la luz blanca en los colores que la componen. Cuanto mayor es la zona pupilar por la que entra la luz, más se reparten los colores. Cuanto más pequeña sea nuestra pupila, menor será la aberración cromática. Las lentes de las cámaras y los telescopios también sufren la aberración cromática, razón por la cual los fotógrafos reducen sus lentes para obtener la imagen más nítida con el menor desenfoque de color.

Los cefalópodos, sin embargo, evolucionaron con pupilas anchas que acentúan la aberración cromática y podrían tener la capacidad de juzgar el color enfocando longitudes de onda específicas en la retina, de la misma manera que animales como los camaleones juzgan la distancia utilizando el enfoque relativo. Enfocan estas longitudes de onda cambiando la profundidad de su globo ocular, alterando la distancia entre el cristalino y la retina, y moviendo la pupila para cambiar su ubicación fuera del eje y, por tanto, la cantidad de desenfoque cromático.

“Proponemos que estas criaturas podrían explotar una fuente omnipresente de degradación de la imagen en los ojos de los animales, convirtiendo un error en una característica”, dice Alexander Stubbs, estudiante de posgrado en la Universidad de California, Berkeley. “Mientras que la mayoría de los organismos evolucionan para minimizar este efecto, las pupilas en forma de U de los pulpos y sus parientes los calamares y las sepias en realidad maximizan esta imperfección en su sistema visual al tiempo que minimizan otras fuentes de error de la imagen, difuminando su visión del mundo pero de una manera dependiente del color y abriendo la posibilidad de que obtengan información del color”.”

Cómo funcionan las pupilas en forma de U

Stubbs tuvo la idea de que los cefalópodos podían utilizar la aberración cromática para ver el color después de fotografiar lagartijas que se visualizan con luz ultravioleta, y notar que las cámaras UV sufren de aberración cromática. Se asoció con su padre, Christopher Stubbs, profesor de física y de astronomía en la Universidad de Harvard, para desarrollar una simulación por ordenador para modelar cómo los ojos de los cefalópodos podrían utilizarla para percibir el color. Sus hallazgos aparecen en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Llegaron a la conclusión de que una pupila en forma de U, como la del calamar y la sepia, permitiría a los animales determinar el color en función de si está enfocado o no en su retina. Las pupilas en forma de campana de muchos pulpos funcionan de manera similar, ya que están envueltas alrededor del globo ocular en forma de U y producen un efecto similar al mirar hacia abajo. Esta puede ser incluso la base de la visión del color en los delfines, que tienen las pupilas en forma de U cuando se contraen, y en las arañas saltadoras.

“Su visión es borrosa, pero la borrosidad depende del color”, dice Stubbs. “Serían comparativamente malos para resolver objetos blancos, que reflejan todas las longitudes de onda de la luz. Pero podrían enfocar con bastante precisión objetos de colores más puros, como el amarillo o el azul, que son comunes en los arrecifes de coral, las rocas y las algas”. Parece que pagan un precio muy alto por la forma de su pupila, pero pueden estar dispuestos a vivir con una agudeza visual reducida para mantener el desenfoque dependiente del color, y esto podría permitir la visión del color en estos organismos.”

“Llevamos a cabo un extenso modelado por ordenador del sistema óptico de estos animales, y nos sorprendió lo mucho que el contraste de la imagen depende del color”, dice Christopher Stubbs. “Sería una pena que la naturaleza no se aprovechara de esto”.

No hay suficiente contraste

Alexander Stubbs revisó exhaustivamente 60 años de estudios sobre la visión del color en cefalópodos, y descubrió que, mientras algunos biólogos habían informado de la capacidad de distinguir los colores, otros informaban de lo contrario.

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Los estudios negativos, sin embargo, solían probar la capacidad del animal para ver colores sólidos o bordes entre dos colores de igual brillo, lo que es difícil para este tipo de ojos porque, como ocurre con una cámara, es difícil enfocar un color sólido sin contraste. Los cefalópodos son los que mejor distinguen los bordes entre colores oscuros y brillantes, y de hecho, sus patrones de visualización son típicamente regiones de color separadas por barras negras.

“Creemos que hemos encontrado un mecanismo elegante que podría permitir a estos cefalópodos determinar el color de su entorno, a pesar de tener un solo pigmento visual en su retina”, dice. “Se trata de un esquema totalmente diferente al de los pigmentos visuales multicolores que son comunes en los seres humanos y en muchos otros animales. Esperamos que este estudio estimule otros experimentos de comportamiento por parte de la comunidad de cefalópodos.”

El Museo de Zoología de Vertebrados de la Universidad de Berkeley, una beca del Programa de Investigación de Posgrado para Alexander Stubbs, y la Universidad de Harvard apoyaron el trabajo.