Nueva Perspectiva Sobre La Evolución De La Vista A Partir De Fósiles De 54 Millones De Años

Fósil de ojos de mosca grulla

Ojos sorpresa: ojos fósiles de una mosca grulla de 54 millones de años. Crédito: Lindgren et al./Nature

Las moscas fosilizadas que vivieron hace 54 millones de años han revelado un giro sorprendente en la historia de cómo evolucionaron los ojos de los insectos. Estas moscas grulla, reveladas hoy en Nature, muestran que los ojos de los insectos atrapan la luz de la misma manera que los ojos humanos, utilizando el pigmento melanina, otro ejemplo más de la evolución que encuentra soluciones similares a problemas similares.

Los biólogos evolucionistas siempre han estado fascinados por los ojos. Charles Darwin, anticipándose a los escépticos, dedicó una larga explicación de cómo la mutación aleatoria seguida por la selección natural podría fácilmente formar tales “órganos de extrema perfección”. No es sorprendente que estas útiles adaptaciones hayan evolucionado repetidamente en todo el reino animal: los pulpos y los calamares, por ejemplo, han adquirido de forma independiente ojos asombrosamente similares a los nuestros.

La visión es tan vital que la mayoría de los animales hoy en día tienen fotorreceptores de algún tipo. Las excepciones notables incluyen criaturas que viven en la oscuridad total, como en cuevas o en las profundidades del océano.

Sin embargo, el registro fósil de ojos es muy pobre. El registro de roca generalmente conserva partes duras como huesos y conchas. Los ojos y otros tejidos blandos, como nervios, venas e intestinos, se conservan solo en circunstancias excepcionales.

Grulla de 54 millones de años

Fósiles de insectos excepcionalmente conservados

Debido a que los ojos son íconos de la evolución, pero rara vez se fosilizan, el descubrimiento de ojos perfectamente conservados de insectos de 54 millones de años es digno de mención. En su nuevo estudio, los investigadores dirigidos por Johan Lindgren de la Universidad de Lund en Suecia recolectaron y analizaron ojos de 23 moscas grulla, parientes de patas largas de las molestas moscas domésticas.

Los fósiles se conservaron exquisitamente en sedimentos que contienen altos niveles de ceniza volcánica de grano fino. Fueron desenterrados en lo que ahora es la fría Dinamarca, pero en ese entonces era un paraíso tropical con abundante vida de insectos.

Los ojos fosilizados eran sorprendentemente similares a los nuestros en un aspecto importante. La parte posterior de nuestro globo ocular, llamada coroides, es oscura y opaca; esto protege contra la radiación ultravioleta y también evita que la luz parásita rebote e interfiera con la visión. En el ojo humano, esta capa antirreflectante contiene altos niveles del pigmento melanina, la misma molécula involucrada en la pigmentación de la piel (de ahí términos como “melanoma”).

Los insectos también tienen capas oscuras antirreflectantes en los ojos, pero durante mucho tiempo se pensó que esto consistía completamente en una molécula diferente, el ommocromo. Dado que los ojos de los insectos surgieron independientemente de los nuestros y tienen una estructura completamente diferente, parece razonable que su maquinaria molecular también sea diferente.

¿Ojos como los nuestros?

Sin embargo, un análisis químico detallado de los ojos fósiles de la mosca grulla reveló que contenían melanina similar a la humana. Cuando los investigadores volvieron a mirar los ojos de las moscas grullas vivas, se sorprendieron al confirmar la presencia de melanina (así como de muchos ommocromos). Se necesitaron fósiles para alertarnos de que los ojos de los humanos y los insectos usan los mismos pigmentos protectores (melanina), otro ejemplo más de evolución convergente.

Curiosamente, las capas externas de los ojos fosilizados estaban llenas de calcita, el mineral que constituye la mayor parte de la piedra caliza. No solo eso, sino que los cristales de la calcita se alinearon para transmitir la luz de manera eficiente al ojo. Sin embargo, esta aparente ingeniería fina (una capa ocular exterior mineralizada optimizada para transmitir luz) fue casi con certeza causada por el proceso de fosilización, ya que los ojos de las moscas grulla vivientes no están mineralizados.

Si bien el registro fósil puede revelar, también puede inducir a error, si no se interpreta con cuidado. Los trilobites, las criaturas parecidas a cangrejos de caparazón duro que se encuentran entre los fósiles de animales más abundantes y diversos, se encuentran con frecuencia con capas oculares externas mineralizadas que transmiten luz. Por lo general, se ha asumido que estos reflejan fielmente su condición de vida: la depredación en los océanos antiguos era tan intensa que los trilobites incluso blindaban sus globos oculares.

Trilobite Hollardops Mesocristata de 400 millones de años

Se cree que el trilobite Hollardops mesocristata de 400 millones de años tenía ojos mineralizados. Crédito: Daderot / Wikimedia Commons

Lindgren y sus colegas advierten contra esta interpretación: quizás las “gafas protectoras” del trilobite solo aparecieron después de la fosilización, al igual que en las moscas grulla. Sin embargo, esta interpretación probablemente será debatida. Los ojos de los trilobites parecen haber sido inusualmente rígidos y resistentes en la vida real, ya que se conservan en tres dimensiones con mucha más frecuencia que los ojos de otros animales. También tienen ciertas propiedades ópticas que tienen más sentido cuando la capa exterior rígida se acepta como real.

Un desacuerdo entre algunos paleontólogos puede parecer un poco arcano, pero estos debates pueden tener relevancia en el mundo real. Lo más famoso es que el concepto de invierno nuclear se inspiró directamente en la discusión de cómo se extinguieron los dinosaurios, cuando el impacto de un meteorito envolvió al mundo en una nube de polvo, congelando toda la biosfera.

Por supuesto, es poco probable que el debate sobre cómo funcionaban los ojos de los insectos y los trilobites influya en la paz mundial, pero aún podría tener aplicaciones útiles. Por ejemplo, la forma en que las lentes trilobites (aparentemente) brindan una agudeza constante mientras son totalmente rígidas ha inspirado a los bioingenieros a diseñar dispositivos ópticos de alto rendimiento con usos que abarcan desde la microscopía hasta la física láser.

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