Sorpresas y paisajes

Fotografías de lo que veo por esos campos…

Imaginando conocimientos

Posted by Pele Camacho en 5 diciembre, 2014

“La imaginación es más importante que el conocimiento”, dijo Albert Einstein en una extensa entrevista que le hicieron en 1929. El sentido de la frase tiene que ver con hipótesis científicas pendientes de demostrarse con hechos, pero que pueden establecer bases para el avance del conocimiento en áreas donde solo es posible hacer conjeturas.  Einstein publicó su famosa Teoría de la relatividad en 1915 y algunos consideraron entonces que era una hipótesis con riesgo de ser errónea. Fue galardonado con el premio Nobel de Física en 1921, pero no por su Teoría de la relatividad, sino por sus aportaciones científicas sobre la luz, los fotones y  la fotoelectricidad.  La luz es el estímulo funcional de los sistemas de visión biológica y, también, de los modernos sistemas de visión artificial y de energía fotovoltaica, que no son poca cosa…

Entre los sistemas de visión biológica, algunos destacan por su sensibilidad, otros por su agudeza o su capacidad adaptativa  y otros, simplemente, por su llamativa estructura, como aquella de los ojos compuestos de muchos insectos y, particularmente, los espectaculares ojos de los odonatos, pero… ¿cómo ven o qué ven los odonatos?  Esas son preguntas de muy difícil respuesta aún después de muchos estudios, pero cabe hacer hipótesis.

IMGP0903_1200_811KNVista superior de los ojos, vertex y ocelos de una hembra de Trithemis annulata

(Picar en las imágenes para verlas con más resolución)

Además de los enormes ojos compuestos, los odonatos disponen de tres ocelos mucho más pequeños que delimitan una especie de triángulo frontal prominente conocido como vertex; dos ocelos están en los extremos laterales del vertex, como mirando hacia los lados, mientras un ocelo frontal, anterior o algo más adelantado, apunta hacia delante; parece como si la prominencia del vertex -o el relativo hundimiento de los ocelos- sirviera para evitar luces de zonas fuera del área de visión del ocelo respectivo. Desde hace más de un siglo, el estudio de los ocelos reveló que tienen, básicamente, una especie de lente corneal y una retina formada por células visuales que conectan con un nervio óptico ocelar. Las características de esas lentes corneales y las distancias a sus retinas indican que los objetos visibles por los ocelos deben estar muy próximos, apenas un par de centímetros. Sin embargo, hay disparidad de opiniones -hipótesis- acerca de cuál es la función o funciones que tienen los ocelos en la vida de los odonatos.

IMGP2026_1200_1056KNOjo compuesto de Anax parthenope, con casi 30.000 omatidios

En la entrada “Ojo, que la vista engaña”picar para ver– presenté una descripción simple de la estructura de los omatidios y su disposición o apilamiento en un ojo compuesto.  Los omatidios no tienen una estructura muscular que permita ensanchar o contraer los conos ópticos -equivalentes a los cristalinos– que contienen; puede decirse que cada omatidio tiene una lente con distancia focal fija, sin ninguna capacidad de acomodación; supondría una complejidad enorme acomodar elementos con focales variables en los más de 25.000 omatidios que, como promedio aproximado, tienen los ojos de las libélulas y, además, sería una función casi inútil por el rápido cambio de posición y distancias a objetos durante el vuelo.

IMGP1837_1200_840KNVista frontal de los ojos y ocelos de un macho adulto de Trithemis annulata

La percepción de movimientos lejanos parece ser la principal función de los ojos compuestos. Se ha comprobado que algunas libélulas se espantan al agitar objetos distantes más de diez metros. Sin embargo, las mismas especies tienden a permanecer quietas si se hace una aproximación hacia ellas -mejor por detrás- sin movimientos bruscos, lo que indica que su forma de visión es más sensible o detecta mejor el movimiento que las formas. Estos conceptos de detección, percepción y reacción solapan las funciones del sistema óptico y las del cerebro: las libélulas, como la mayoría de los animales, reaccionan por instintos de defensa o ataque cuyos mecanismos de disparo se desconocen. El funcionamiento del cerebro sigue siendo la gran incógnita del reino animal, con muchas más hipótesis que conocimientos.

IMGP3093_1200_937KNVista lateral del ojo compuesto de un macho inmaduro de Sympetrum fonscolombii

Los fotorreceptores retinales convierten la luz en impulsos eléctricos que se envían al cerebro a través de los nervios ópticos. La conversión se realiza por un proceso químico que se inicia en las opsinas, unas macromoléculas fotosensibles a distintas longitudes de las ondas luminosas: parece que en el ojo humano hay opsinas sensibles a la gama de radiaciones azules, verdes y rojas, es decir, a las “radiaciones visibles”; sin embargo, algunos investigadores concluyeron -vía hipótesis- que los ojos compuestos de algunos odonatos tienen zonas sensibles a radiaciones ultravioletas e, incluso, sensibilidad a la polarización de la luz, una propiedad de la luz y concepto físico evidente cuando se usan gafas polarizadas, por ejemplo. Pero no está claro qué utilidad tiene o puede tener esa detección de la polarización de la luz en la vida de los odonatos.  Parece más claro, sin embargo, al observar las diferencias en el aspecto de las facetas y zonas de un ojo compuesto que, probablemente, cada zona tenga una capacidad de visión especial, es decir, que sea responsable de una particular función visual con un propósito específico.IMGP2776_1200_887KNNFacetas superiores del ojo compuesto de un macho joven de Trithemis annulata

En cuanto a la forma de visión del ojo compuesto existen dos teorías fundamentales: una es la de Visión en mosaico, que supone que la parte fotosensible del omatidio está solamente en su extremo final, donde proyecta lo que el cono óptico ve en el estrecho campo visual frente a él. Esto supone que la visión del ojo compuesto proyecta la escena que observa en una especie de mosaico con tantos puntos sensibles como omatidios integran el ojo compuesto. Con esta teoría de “aposición”, la imagen que se llevaría al cerebro recuerda al mosaico de píxeles de una cámara fotográfica y, sin entrar en detalles complejos de percepción, se adapta bien a experiencias para detección de movimientos rápidos. La otra teoría, conocida como Visión dióptrica, supone que el omatidio es sensible en toda su longitud posterior a la lente corneal y que, como consecuencia, recoge luz con un ángulo de visión más ancho que el supuesto en la teoría del mosaico y hace “superposición” de los campos visuales de omatidios adyacentes, creando en la retina una imagen continua, sin el efecto de imagen pixelada que implica la teoría del mosaico, aunque algo menos nítida por efecto de la superposición.

IMGP0164_1200_1147KNVista lateral del ojo compuesto de una hembra joven de Orthetrum cancellatum

¿Qué teoría sobre la visión con ojos compuestos es más verosímil?  Para dar respuesta coherente, posiblemente, hay que echar imaginación para buscar y conseguir un conocimiento mucho más ancho y profundo de la estructura funcional de los omatidios y de su conexión al cerebro…

Largos trabajos de investigación suelen preceder a los planteamientos de las hipótesis que dan lugar a los nuevos conocimientos: se puede creer o confiar en la intuición y la inspiración -como también decía Einstein- pero no es fácil que solo con ellas surjan ideas útiles.   Algunos ministros y ministras irresponsables pasan de estos asuntos con poca intuición y menos imaginación… ¡qué error y qué coste!

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6 comentarios to “Imaginando conocimientos”

  1. Klaus said

    Estupendo artículo, Pele. Muy interesante, y las foto, como siempre, extraordinarias. Mi hermano, que le gusta dedicarse a teorizar sobre estas cuestiones (es oftalmólogo), sostiene que la retina de los odonatos no es plana, sino cónica, y dice que esto permite una visión tridimensional, con detección precisa de distancias, ya que distintos puntos de la retina se corresponden con distintas distancias. Un abrazo – Klaus

    • Hola, Klaus
      Gracias por tu interés y comentarios. Casi seguro que deben disfrutar de algún tipo de estereopsis, aunque “imagino” que estará limitada a distancias no muy largas: primero, por la pequeña distancia entre sus ojos, apenas 3 o 4 mm., lo que reduciría su capacidad de resolución 3D a distancias cortas y, segundo, por la “longitud focal fija” de sus conos cristalinos que -según dicen algunos- les hacen ser “cortos de vista”.
      Yo “imagino”, también, que su principal potencia está en el enorme campo visual que deben tener y en su capacidad para detectar movimientos; si además tienen sensibilidad a ultravioletas, deben ser capaces de detectar cualquier “móvil” que pase volando por encima de las facetas superiores de sus ojos… y habida cuenta de su capacidad voladora, interceptarán a la presa temeraria en décimas de segundo e, inmediatamente, en la fase de “acercamiento al blanco”, será cuando entre en juego su capacidad de estereopsis y… ¡¡¡zas !!!

  2. Unas macros impresionantes. Enhorabuena !

  3. Como dice Javier Sierra, tus macros son impresionantes y particularmente el de Trithemis annulata. Felicidades!

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