Los ojos de algunas criaturas marinas han evolucionado para actuar como un "medidor de profundidad", lo que permite que estas criaturas naden en el océano abierto a cierta profundidad.
La nueva investigación pionera, llevada a cabo por un equipo de científicos internacionales, incluido el profesor Gaspar Jekely de la Universidad de Exeter, ha arrojado nueva luz sobre cómo los animales planctónicos que viven en el mar usan sus ojos simples para medir la profundidad en el océano.
Todos los ojos detectan la luz utilizando células especializadas llamadas fotorreceptores, de los cuales hay dos tipos principales: ciliar y rabdomérico. Mientras que los crustáceos y los insectos tienen fotorreceptores rabdoméricos, los animales con columna vertebral, incluidos los humanos, tienen fotorreceptores ciliares.
Sin embargo, también hay varios grupos de animales, en su mayoría habitantes del mar, que heredaron ambos tipos de fotorreceptores de sus antepasados que vivieron hace millones de años.
La nueva investigación, llevada a cabo por expertos del Instituto de Sistemas Vivos de Exeter y colaboradores de la Universidad de Viena y la Universidad de Emory, ha dado una mejor comprensión de cómo los dos tipos de fotorreceptores interactúan en un habitante del mar, arrojando nueva luz sobre elevolución de ojos y fotorreceptores.
Los investigadores estudiaron las larvas del gusano de trapo marino, Platynereis dumerilii. Las larvas de Platynereis son plancton de natación libre. Cada una tiene un cerebro transparente y seis pequeños ojos pigmentados que contienen fotorreceptores rabdoméricos. Esto permite que las larvas detecten y naden haciafuentes de luz. Sin embargo, el cerebro larvario también contiene fotorreceptores ciliares, cuyo papel se desconocía anteriormente.
La nueva investigación ha revelado que la luz ultravioleta activa estos fotorreceptores ciliares, mientras que la luz cian o azul-verde los inhibe. La luz ultravioleta brillante sobre las larvas de Platynereis hace que las larvas naden hacia abajo. Por el contrario, la luz cian activa los ojos pigmentados rabdoméricos y producelas larvas nadan hacia arriba
En el océano, la luz ultravioleta es más intensa cerca de la superficie, mientras que la luz cian alcanza mayores profundidades. Por lo tanto, se muestra que los fotorreceptores ciliares ayudan a Platynereis a evitar la radiación ultravioleta dañina cerca de la superficie. Aunque si las larvas nadan demasiado profundo, la luz cian inhibefotorreceptores ciliar y activa los ojos pigmentados rabdoméricos. Esto hace que las larvas vuelvan a nadar hacia arriba.
El equipo de investigación también usó microscopía electrónica de alta potencia para mostrar que los circuitos neuronales que contienen fotorreceptores ciliares intercambian mensajes con circuitos que contienen fotorreceptores rabdoméricos, lo que sugiere que ambos trabajan juntos para formar un 'medidor de profundidad'.
Al permitir que las larvas naden a una profundidad preferida, el medidor de profundidad influye donde los gusanos terminan siendo adultos.
El profesor Gaspar Jekely, del Instituto de Sistemas Vivos de Exeter dijo: "La idea de que los animales marinos podrían usar la luz para estimar su profundidad ya ha sido propuesta por un teórico, pero que sepamos, esta es la primera vez que dicho mecanismo ha sido estudiado experimentalmente"
Csaba Verasztó, uno de los primeros autores del estudio agregó: "La detección de diferentes tipos de luz con diferentes células fotorreceptoras en el plancton marino puede haber sido el marco ancestral para la detección de luz en animales".
El medidor de profundidad en las larvas de Platynereis representa un nuevo mecanismo importante para influir en la distribución de los animales marinos. Su descubrimiento también debería estimular nuevas ideas sobre la evolución de los ojos y fotorreceptores.
Los circuitos de fotorreceptores cilíndricos y rabdoméricos forman un medidor de profundidad espectral en el zooplancton marino se publica en la revista eLife .
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Materiales proporcionados por Universidad de Exeter . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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