mié. Sep 18th, 2019

La increíble evolución del ojo

El ojo en cámara es uno de los órganos más complejos que poseen los mamíferos. Existen otros tipos de ojos, como los ojos compuestos de los insectos. La complejidad de estructuras y tejidos que hay dentro del ojo, y la necesaria proporción en tamaños y distancias que precisan para su correcto funcionamiento es asombrosa, difícilmente igualada en otros órganos.

El estudio de la embriología y la anatomía comparada del sistema visual es apasionante, aunque complicado. En principio sería un tema de escasa relevancia para el público general, si no fuera porque se utiliza como pseudoargumento (falso argumento) para una pseudoteoría científica (una hipótesis que pretende seguir el método científico, sin hacerlo). Hablo del diseño inteligente. Veamos desde qué perspectiva contempla el origen del ojo la biología evolutiva y el diseño inteligente.

• Biología evolutiva: El ojo ha evolucionado a partir de estructuras sencillas, capaces de cumplir unas funciones limitadas, hasta ojos más complejos con capacidad de una visión tridimensional y en color.

• Diseño Inteligente: El ojo es una estructura muy compleja, es irreduciblemente compleja. Significa que si se elimina uno de los componentes del ojo éste pierde su función y no sirve para nada. Por ello no puede haber evolucionado a partir de estructuras más simples que han ido ganando complejidad a lo largo de la evolución. Tiene que haber “aparecido” súbitamente mediante la participación de una “fuerza inteligente”.

Te recomendamos que vayas asociando el texto leído con las imágenes para que tu comprensión del articulo sea mucho mayor 🙂

La primera de ellas, la alternativa de la biología evolutiva, puede ser analizada mediante el estudio de los organismos vivos en la actualidad. Si esta hipótesis fuese cierta deberíamos de encontrar estructuras muy simples de ojos en organismos muy simples, otros muchos más complejos en organismos más evolucionados, y estructuras intermedias entre ellas. Y eso es precisamente lo que ocurre cuando estudiamos la estructura de los ojos a lo largo de la taxonomía, desde estructuras simples, como la de algunos anélidos o moluscos como las lapas que poseen ojos que son simples receptores de luz, pero que les sirve para orientarse hacia donde se encuentra el alimento, hasta ojos complejos como el de los pulpos, con pasos intermedios que explican perfectamente cómo se han producido las variaciones que han dado lugar a esta estructura: conjunto de células fotorreceptoras, invaginación para proteger dichas células y dotar perspectiva volumétrica, formación del arco que encierra las células, aparición de una lente para enfocar y cerrar la cavidad y anejos de protección y lubricación de la estructura).

El ojo en placa

Inicialmente, situándonos en los primeros organismos acuáticos, posiblemente microscópicos, todo comenzó como una terminación nerviosa que recibe información de la “piel” (entendiendo piel no como nuestra piel, compuesta por múltiples capas de células, sino como el epitelio que rodea y delimita al organismo). Este ser vivo poseía ya sentido del tacto en su primitivo sistema nervioso, y percibía cuando era presionado o tocado, incluso “sentía” el calor o el frío. Un grupo de estas células superficiales, estos receptores del tacto, se volvió sensible a otra cosa diferente: la luz. Así, el animal podía percibir si estaba en una zona de sombra o en una iluminada. Si este organismo dependía de la luz para alguna de sus funciones, este nuevo receptor suponía una ventaja. Este receptor plano apenas ofrecía información sobre la dirección: si el organismo tenía capacidad de movimiento, debía moverse “a ciegas” hasta encontrarse en una zona iluminada.

Este primer ojo lo encontramos en algunos moluscos y cnidarios.

El ojo en copa

Una gran mejora aparece en este primitivo receptor lumínico al producirse una invaginación. Estas células receptoras de luz, en vez de encontrarse en superficie lisa, ahora están en el interior de una irregularidad de la “piel”, con ello se consigue aumentar el número de células sin aumentar el tamaño del órgano. Así, depende por donde llegue la luz, iluminará unos receptores u otros dentro de la invaginación. Si una mutación al azar hace que la placa receptora ya no sea plana, puede encontrarse una gran ventaja evolutiva. Tenemos cierta noción de direccionalidad, podemos averiguar por dónde viene la luz. El organismo ya no se mueve a ciegas, se está orientando.

Esta dinámica de invaginarse un epitelio para desarrollar un órgano puede parecer algo “caprichoso” o “inusual”, pero es una forma habitual en la que éstos se forman. Multitud de órganos del aparato digestivo y respiratorio se sirven de la misma técnica.

Este tipo de ojo, todavía primitivo, también lo encontramos en moluscos y cnidarios.

El gasterópodo Patella presenta ojos de este tipo. Su función es simple, le permite conocer cuándo se encuentra sumergido (poca luz) o en la superficie (mucha luz). Patella (las típicas lapas) viven en zonas intermareales y se desplazan en búsqueda de alimento en función de la columna de agua que tienen sobre ellas.

El primitivo ojo en cámara

Pero vamos más allá. La invaginación se interioriza más, con lo que la forma de cáliz se pronuncia hasta formar una cámara cóncava. cuanto más grande es esta cámara y más pequeño el agujero, mayor especificidad en la recepción de luz. De hecho, con un orificio lo suficientemente estrecho, se llegaría a formar una imagen proyectada sobre los receptores. Pero en este sentido la evolución ofrece una gran ayuda: en el proceso de interiorización de las células receptoras, también se invaginan células, embriológicamente también originadas en el epitelio externo, pero sin función receptora de luz. En el interior de la cavidad invaginada queda “atrapado” un grupo de células epiteliales que adquieren forma circular, a modo de “vacuola”. En el interior de esta “esfera de células” queda una matriz extracelular con proteínas, y básicamente agua. Así que tenemos una “bolsa” más o menos esférica, dentro de la cavidad, que es básicamente agua. Esta bolsa actúa de lente, concentrando los rayos y aumentando el efecto del agujero de entrada de la luz, de manera que ya podemos hablar de la formación de una imagen.

Ya tenemos el ojo en cámara. Las formas más primitivas de este ojo, con relativamente pocas células, tal como vemos en el dibujo, las encontramos en numerosas especies, tanto en los grupos mencionados antes (cnidarios, moluscos), como en anélidos. Es en los vertebrados donde las estructuras se hacen más grandes y complicadas: la lente no ocupa la mayor parte de la cavidad del ojo, sino que se aplana y queda en la parte anterior. Los tejidos anteriores del ojo diferencian la parte transparente (córnea) de una parte opaca posterior (iris), abierta en la zona central, que aumenta el efecto estenopeico para el enfoque de la imagen, y al desarrollar capacidad contráctil además regula la entrada de luz. En la retina se diferencian varios receptores de luz (bastones inicialmente, y luego conos, de distinta naturaleza según sus sensibilidades al color). Y conforme se complica el sistema nervioso en los grandes vertebrados, se va desarrollando una red neuronal dentro de la retina.

¿Qué es el efecto estenopeico?

Cuando tenemos una visión normal la luz se enfoca en un sólo punto de la retina. En cambio, cuando tenemos un defecto refractivo vemos borroso porque la luz que llega a la retina no se enfoca en un sólo punto, sino en un área un poco más grande llamada círculo de difusión. Cuanto más se cierra la pupila o más pequeño es el agujerito por el que miramos más se reduce este círculo consiguiendo una visión más nítida, esto es el efecto estenopeico.

Durante la evolución del ojo humano a lo largo de miles de años se fue cerrando la entrada de luz para ganar en profundidad de foco. Nuestros ojos hoy en día cuentan con un agujero estenopeico natural al que llamamos pupila. Cuando se contrae nos permite ver más lejos y más nítido. Esto explica por qué los miopes entornan los ojos para ver mejor, quizás no te lo habías planteado, al hacerlo reducen la cantidad de luz que llega a la retina.

Volviendo al tema que nos convoca, la estructura básica del ojo en cámara es la misma: un tejido receptor cóncavo, la luz entra por el extremo libre, una lente que proyecta la imagen. De unas estructuras simples en un ojo funcional, todos los tejidos van creciendo y adquiriendo complejidad. No tiene sentido pensar en que, en la evolución del ojo, primero aparece una retina tan compleja como la de un mamífero y posteriormente se origina una córnea transparente.

¿Necesitamos un diseño para explicarlo?

No hace falta imaginar modelos previos del aparato visual: animales no extinguidos tienen el ojo en placa, ojo en cáliz y ojo en cámara primitivo. Podemos identificar primitivas retinas, nervios ópticos y cristalinos. No hay iris, cuerpos ciliares, ligamentos capsulares, vascularización retiniana ni otros elementos. Son ojos que por su tamaño y simplicidad no lo requieren. Así tenemos ojos funcionales y simples. No necesitamos suponer que hay un impulso creador que origina todo este despliegue de tejidos dirigido directamente hacia el complejo ojo del mamífero. Tenemos ojos simples, con pocas células y pocos tejidos, que funcionan. Y sobre esto, la propia selección natural va añadiendo complejidad.

Fuentes: