Si bien los ojos pueden ser una ventana al alma, una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de California, Berkeley, sugiere que los alumnos también podrían revelar si uno es cazador o cazado.
Un análisis de 214 especies de animales terrestres muestra que el nicho ecológico de una criatura es un fuerte predictor de la forma de la pupila. Las especies con pupilas que son rendijas verticales tienen más probabilidades de ser depredadores de emboscada que están activos tanto de día como de noche. En contraste, esoscon pupilas alargadas horizontalmente es muy probable que sean presas que se alimentan de plantas con los ojos a los lados de las cabezas. Las pupilas circulares estaban vinculadas a "forrajeadores activos" o animales que persiguen a sus presas.
El estudio, dirigido por el científico de la visión Martin Banks, profesor de optometría de la Universidad de California en Berkeley, en colaboración con la Universidad de Durham del Reino Unido, presenta una nueva hipótesis sobre por qué los alumnos están formados y orientados de la forma en que están. Los hallazgos serán publicadosen el diario Avances científicos .
Esta investigación actual se basa en los cimientos establecidos por el fallecido Gordon Walls, profesor de optometría de UC Berkeley que publicó "El ojo de los vertebrados y su radiación adaptativa" en 1942. El texto clásico sobre fisiología ocular presenta la teoría, generalmente aceptada,que las pupilas en forma de hendidura permiten una musculatura diferente y un mayor rango en la cantidad de luz que ingresa al ojo.
Por ejemplo, las hendiduras verticales de los gatos domésticos y los gecos sufren un cambio de 135 y 300 veces en el área entre los estados constreñidos y dilatados, mientras que las pupilas circulares de los humanos experimentan un simple cambio de 15 veces.
¿Por qué no hendiduras diagonales?
"Para las especies que están activas tanto de día como de noche, como los gatos domésticos, las pupilas cortadas proporcionan el rango dinámico necesario para ayudarles a ver con poca luz y no quedar cegados por el sol del mediodía", dijo Banks. "Sin embargo, esta hipótesis sí lo hace".no explique por qué las rendijas son verticales u horizontales. ¿Por qué no vemos rendijas diagonales? Este estudio es el primer intento de explicar por qué es importante la orientación ".
Para explicar por qué las pupilas alargadas horizontalmente, con pocas excepciones ¿hay alguna explicación para las excepciones?, Correspondían a animales de presa en pastoreo como ovejas, ciervos y caballos, los investigadores recurrieron a modelos de computadora para estudiar los efectos de diferentes formas de pupilas.
Descubrieron que las pupilas horizontales expandieron el campo de visión efectivo. Cuando se estiran horizontalmente, las pupilas se alinean con el suelo, obteniendo más luz desde el frente, la parte posterior y los lados. La orientación también ayuda a limitar la cantidad de luz deslumbrante deel sol arriba para que el animal pueda ver mejor el suelo, dijeron los investigadores.
"El primer requisito visual clave para estos animales es detectar a los depredadores que se acercan, que generalmente provienen del suelo, por lo que necesitan ver panorámicamente en el suelo con puntos ciegos mínimos", dijo Banks. "El segundo requisito crítico es que una vezsí detectan a un depredador, necesitan ver hacia dónde corren. Tienen que ver lo suficiente por el rabillo del ojo para correr rápidamente y saltar sobre las cosas ".
¿Pero qué sucede con esta orientación cuando el animal baja la cabeza para pastar? Si la pupila sigue la inclinación de la cabeza, se volverán más verticales y la teoría vacilará.
"Para ver esto, pasé horas en el zoológico de Oakland, a menudo rodeado de niños de escuela en excursiones, para observar a los diferentes animales", dijo Banks. "Efectivamente, cuando cabras, antílopes y otros animales de presa que pastoreancabeza abajo para comer, sus ojos giraron para mantener la alineación horizontal de las pupilas con el suelo "
En el otro lado del Atlántico, el coautor del estudio Gordon Love, profesor de física en la Universidad de Durham, encontró este mismo patrón al observar ovejas y caballos en granjas cercanas. Los ojos de los animales que pastan pueden girar 50 grados o más encada ojo, un rango 10 veces mayor que los ojos humanos, dijeron los investigadores.
Cómo se enfocan los depredadores de emboscada al atrapar presas
Para los depredadores de emboscada con pupilas de hendidura vertical, los autores señalaron la importancia de medir con precisión la distancia que los animales tendrían que saltar sobre su presa. Los investigadores identificaron tres señales generalmente utilizadas para medir la distancia: estereopsis o disparidad binocular; paralaje de movimiento, enqué objetos más cercanos se mueven más lejos y más rápido a través de nuestro campo de visión; y desenfoque, en el que los objetos a diferentes distancias están desenfocados.
Los investigadores descartaron el paralaje del movimiento como un factor ya que usar esa señal requeriría un movimiento de la cabeza que podría revelar la posición del depredador. Las dos señales restantes, disparidad binocular y desenfoque, trabajan juntas con pupilas alargadas verticalmente y ojos frontales, los investigadoresdijo.
La visión binocular funciona mejor para juzgar las diferencias cuando los contornos son verticales y los objetos están a una distancia, mientras que el desenfoque entra en juego para contornos horizontales y objetivos de campo cercano. Las pupilas con rendijas verticales maximizan ambas señales, dijeron los investigadores.
Sin embargo, las pupilas verticales no se distribuyen equitativamente entre los depredadores de emboscada.
"Una cosa sorprendente que notamos de este estudio es que las pupilas cortadas estaban vinculadas a depredadores que estaban cerca del suelo", dijo William Sprague, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Banks. "Así que los gatos domésticos tienen hendiduras verticales, pero más grandeslos gatos, como los tigres y los leones, no. Sus pupilas son redondas, como los humanos y los perros ".
Entre los 65 depredadores de emboscada de ojos frontales en este estudio, 44 tenían pupilas verticales, y el 82 por ciento de ellos tenían una altura de los hombros de menos de 42 centímetros 16.5 pulgadas. Las pupilas verticales parecen maximizar la capacidad de los animales pequeños parajuzgar distancias de presas.
Los autores explicaron esto calculando que las señales de profundidad de campo basadas en el desenfoque son más efectivas para estimar distancias para animales cortos que para animales altos.
"Estamos aprendiendo todo el tiempo cuán notables son el ojo y la visión", dijo Love. "Este trabajo es otra pieza en el rompecabezas de comprender cómo funcionan los ojos".
Los autores señalaron que esta investigación se centró en especies terrestres. Esperan examinar asociaciones de vida acuática, aérea y arbórea en la posición del ojo y la forma de la pupila en futuros estudios.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Sarah Yang. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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