Los peces de las profundidades del océano sí ven colores

Un equipo internacional de investigadores liderados por el biólogo evolutivo Walter Salzburger de la Universidad de Basilea (Suiza) ha descubierto que existen algunas especies de peces abisales que pueden detectar varias longitudes de onda de luz en una oscuridad casi total. A diferencia de otros vertebrados, tienen varios genes para la rodopsina fotopigmentaria sensible a la luz, que probablemente permite a estos peces detectar señales bioluminiscentes de órganos emisores de luz. Este hallazgo ha sido publicado en la revista Science.

La visión del color en los vertebrados generalmente se logra a través de la interacción de varios fotopigmentos en las células del cono de la retina. Cada uno de estos fotopigmentos reacciona a una cierta longitud de onda de la luz. En los seres humanos, por ejemplo, estas longitudes de onda son el rango rojo, verde y azul del espectro de luz. Sin embargo, la visión del color solo es posible a la luz del día. Sin embargo, en la oscuridad, los fotorreceptores llamados bastones que hacen posible ver cuando hay poca luz, solo permiten a los vertebrados ver en blanco y negro.

En el 99% de todos los vertebrados, las barras expresan solo un tipo de opsina sensible a la luz, lo que significa que la gran mayoría de los vertebrados son daltónicos en condiciones de poca luz. La visión en la mayoría de los peces de aguas profundas sigue este mismo patrón, pero la nueva investigación reveló algunas excepciones notables.

Los científicos analizaron más de 100 genomas de peces, incluidos los de peces que viven en hábitats de aguas profundas. Los zoólogos descubrieron que ciertos peces de las profundidades han expandido su repertorio de genes de rodopsina -la proteína de los discos de los bastones de la retina-. En el caso del aleta espinosa de plata (Diretmus argenteus), encontraron no menos de 38 copias del gen de la rodopsina, además de otras dos opsinas de un tipo diferente. Son más opsinas que las que los investigadores encontraron en los conos de cualquier otro pez y el mayor número de opsinas encontradas en cualquier vertebrado conocido. "Esto hace que el aleta espinosa plateada que vive en la oscuridad sea el vertebrado con la mayoría de los genes de fotopigmento", explica Salzburger.

Según los expertos, las distintas copias del gen de la rodopsina de los peces del océano profundo se han adaptado para detectar una cierta longitud de onda de la luz. Lo demostraron a través de simulaciones informáticas y experimentos funcionales con proteínas de rodopsina regeneradas en el laboratorio. Los genes cubren exactamente el rango de longitud de onda de la luz "producida" por los órganos emisores de luz de los organismos de aguas profundas. Es lo que conocemos como bioluminiscencia, la capacidad de un organismo para producir luz por sí solo o con la ayuda de otros organismos.

El mar profundo es el hábitat más grande de la Tierra y, sin embargo, uno de los menos explorados debido a su inaccesibilidad. Muchos organismos se han adaptado a la vida en la oscuridad casi total de este ambiente inhóspito. Por ejemplo, muchos peces han desarrollado ojos de telescopio altamente sensibles que les permiten detectar la pequeña cantidad de luz residual que llega a las profundidades del océano.

"Parece que los peces de aguas profundas han desarrollado esta visión basada en rodopsina múltiple u opsinas de varillas múltiples- varias veces de forma independiente, y que esto se usa específicamente para detectar señales bioluminiscentes", aclara Walter Salzburger., líder del trabajo. Esta circunstancia puede dar a los peces de aguas profundas una ventaja evolutiva al permitirles ver mucho mejor a las presas o depredadores potenciales, exponen los autores.

"En cualquier caso, nuestros hallazgos ayudan a redefinir el paradigma actual de la visión de los vertebrados en términos del papel de los fotorreceptores de vara", escriben los zoólogos. Se trata de otro caso en el que el análisis de genomas completos ha conducido a nuevos descubrimientos biológicos.

"Este es el primer artículo que examina un conjunto diverso de peces y descubre cuán versátiles y variables pueden ser sus sistemas visuales", comenta Karen Carleton, profesora de biología en la Universidad de Maryland y coautora del estudio. "Los genes que determinan el espectro de luz de nuestros ojos son sensibles a convertirse en un conjunto de genes mucho más variable, lo que provoca una mayor evolución del sistema visual mucho más rápido de lo que anticipábamos".

Es importante tener en cuenta que las cuatro especies de peces que encontraron con más de tres opsinas son especies no relacionadas. Esto sugiere que la visión del color en aguas profundas evolucionó de forma independiente varias veces y debe conferir algún beneficio a la supervivencia.

Los investigadores dicen que sus próximos pasos son ampliar el estudio a otros peces de aguas profundas.

Referencia: Zuzana Musilova, Fabio Cortesi, Michael Matschiner, Wayne I. L. Davies, Jagdish Suresh Patel, Sara M. Stieb, Fanny de Busserolles, Martin Malmstrøm, Ole K. Tørresen, Celeste J. Brown, Jessica K. Mountford, Reinhold Hanel, Deborah L. Stenkamp, Kjetill S. Jakobsen, Karen L. Carleton, Sissel Jentoft, Justin Marshall, Walter Salzburger. Vision using multiple distinct rod opsins in deep-sea fishes. Science, 2019; 364 (6440): 588-592 DOI: 10.1126/science.aav4632 science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aav4632

Crédito imagen: Pavel Riha, Univestiry of South Bohemia, Ceske Budejovice / Alexandra Viertler, University of Basel