Ojos y evolución

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La vista es el sentido más apreciado por los humanos. No en vano, pertenecemos a un orden de mamíferos, los primates, en los que el sentido dominante es este. La carencia de cualquier otro evidencia su importancia, pero puestos a elegir, preferimos estar sordos antes que ciegos. La cantidad de información que nos llega a través de los ojos nos permite desenvolvernos con una soltura que no nos ofrecen el resto de sentidos.

Aunque hay sentidos que no siempre envían directamente la señal recibida al cerebro para ofrecer una respuesta, actuando como reflejos, generalmente quien siente es el cerebro y no el órgano receptor. Esos receptores son especializaciones del sistema nervioso dedicadas a la tarea de recibir y enviar información al cerebro, tanto desde el medio exterior que nos rodea como desde el interior del propio organismo. Después, el cerebro procesa la señal enviada desde los receptores y es realmente el que huele, oye o ve.

Funcionamiento del ojo

En el caso de los ojos de los vertebrados, de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, este órgano que se encarga de captar la luz y transmitir la información que porta al cerebro, se nos muestra con una complejidad y elegancia fascinantes.

A través del cristalino llega la luz hasta unas células especializadas en la retina, en el fondo del ojo. Los conos, captan los colores y los bastones captan la presencia de luz como una escala entre el blanco y el negro. La luz recibida por conos y bastones desencadenan en estos una señal que se canaliza hasta el cerebro a través de los nervios ópticos que parten de cada ojo.Hacia la mitad de su camino, se cruzan ambos nervios, en el quiasma óptico y allí, parte de la información captada por cada ojo se cruza con la del otro ojo.

Esto sirve para conseguir una imagen estereoscópica que incorpora la tercera dimensión del espacio. Basta cerrar un ojo para darnos cuenta de que necesitamos los dos, si queremos medir bien las distancias para coger un objeto.

Finalmente, la información llega a la región occipital del cerebro, en la nuca. Es allí donde la señal recibida es convertida en una imagen. La mayor parte de los mamíferos poseen dos tipos de conos, según el pigmento que posean.

Cada pigmento es sensible a luz de concretas longitudes de onda, que determinan el color que se percibe. Sin embargo, tanto en humanos como en algunos primates se encuentran tres tipos de conos, es decir tres pigmentos fotosensibles y por tanto mayor riqueza de percepción cromática que en otros mamíferos.

Muchas especies de animales captan luz ultravioleta

Aunque esta particularidad enriquece sustancialmente nuestra percepción de los colores, entre las aves, los reptiles y los peces, son muchas las especies que cuentan con cuatro tipos de conos y ven incluso en longitudes de onda ultravioleta (UV), característica que comparten con los insectos.

Resulta asombrosa la agudeza visual de muchas de las aves rapaces cuya visión es telescópica y nos sorprende más que añaden capacidades excepcionales en lo referido a visión del color.

El cernícalo vulgar es capaz de ver los rastros dejados por los topillos de los que se alimenta. Estos pequeños mamíferos dejan unas marcas de orina y heces que además de oler, son visibles en el rango UV, al que es sensible la pequeña rapaz.

El ojo, un desafío para Darwin

1. Darwin, el artífice de la moderna teoría de la evolución consideraba los ojos como un escollo difícil de superar en el contexto de las supuestas transformaciones que habría de sufrir hasta alcanzar la perfección que los caracteriza.

En una carta a su amigo, el botánico Asa Gray fechada en febrero de 1860, se mostraba muy gráfico al expresarlo: «-‘A día de hoy, el ojo me da escalofríos…’-» A la complejidad anatómica de la que eran conscientes Darwin y sus contemporáneos, se han sumado ahora la complejidad celular y molecular, fruto de investigaciones recientes.

¿Cómo podría funcionar de un modo eficaz un órgano como el ojo, que requiere el fino ajuste entre multitud de componentes anatómicos, celulares y moleculares, si estos fuesen formándose poco a poco? Se trata de una de esas estructuras a las que el bioquímico Michael Behe define como irreduciblemente complejas.

2. Sorprende más, si cabe, que los moluscos cefalópodos, que poco tienen que ver con los vertebrados, en lo referente a organización corporal, posean unos ojos muy similares a los nuestros. Eso supondría para los evolucionistas la necesidad de que se repitiesen una vez más los cambios tan difíciles de concebir para Darwin. ¡Más escalofríos! Retrocediendo en el tiempo, encontramos seres que cabría esperar evolutivamente sencillos. Pero esto no es lo que se constata, ojos incluidos.

Los trilobites son artrópodos fósiles que se encuentran en los estratos cámbricos, los más profundos que albergan restos de vida compleja. Según la evolución, allá, en lo más profundo, debería encontrarse lo más simple, los precursores de la vida tal como la conocemos. Pero los trilobites son artrópodos perfectamente reconocibles y, como los actuales, debieron disfrutar de la misma complejidad genética, bioquímica o embrionaria.

Ojos en los trilobites

Algunas especies de trilobites debieron ser ciegas, pero no se acepta que estas especies fuesen precursoras de aquellas que poseen ojos. Los ojos de los trilobites se encuentran ya en los más antiguos. Se sitúan en la cabeza o cefalón, uno a cada lado y de forma generalmente arriñonada. Se trata de ojos compuestos y se diferencian tres tipos.

3. Los más frecuentes son los holocroales, con muchas lentes, correspondiendo cada una de ellas a una faceta de las que componen el ojo. Esas facetas están muy juntas, formando prácticamente un continuo. Su disposición es muy similar a los omatidios de insectos y crustáceos. En los fósiles no suele conservarse la diferenciación entre lentes, y el ojo aparece tan sólo como una prominencia arriñonada del cefalón, con una superficie lisa. Los ojos abatocroales se encuentran sólo en un pequeño grupo de trilobites, los eodiscinos, que poseen lentes planas y las facetas aparecen ligeramente separadas unas de otras.

No es frecuente que se conserven en los fósiles detalles que permitan explicar detalles de su fisiología. Pero en los trilobites existe un tercer tipo de ojo que ha revelado detalles sorprendentes de su funcionamiento. Son los ojos esquizocroales, que se encuentran en el suborden Phacopina, entre los que se encuentran los conocidos facops.

La complejidad de los ojos de los trilobites

Este tipo de ojos posee numerosas facetas, con sus lentes biconvexas perfectamente separadas y en número relativamente pequeño, aunque en algún ejemplar del extravagante Erbenochile erbeni se hayan contado hasta 560 lentes en sus ojos con forma de torreta semicilíndrica. Los detalles fosilizados que se han conservado de este tipo de ojos esquizocroales permiten que nos hagamos una idea de la complejidad que existía en los primeros seres vivos, que resulta ser equivalente a la de los organismos actuales

4. En un principio se dudaba en cuanto a si las supuestas lentes que se conservan en las facetas de los ojos eran realmente las lentes originales o un subproducto del proceso de fosilización. Sin embargo, los cortes realizados para determinar su estructura, dejan claro que, al menos en muchos casos, son lentes originales de carbonato cálcico, el mismo material en el que fosilizó todo el animal, y que están cubiertas de una especie de córnea, una cutícula calcificada.

Además, la cristalización debía estar dirigida fisiológicamente, porque siguió una orientación bien definida y necesaria para su buen funcionamiento. La luz pasa a través de la lente en la orientación adecuada, evitando la difracción de la luz que genera imágenes dobles. Parece claro que se trata de estructuras construidas en vida del animal y no un artefacto de la fosilización. Pero posteriores y más profundas investigaciones habrían de desvelar sorpresas mayores.

Se encontró que cada una de las lentes está dotada de una diferenciación estructural que permite suprimir la aberración esférica* que se produciría normalmente al ser atravesadas por la luz. Sorprendentemente, esa modificación en la lente es justamente la que un experto en diseño óptico realizaría para corregir el defecto. En realidad, más que una lente, se trata de dos lentes pegadas, cuya superficie de contacto entre ambas posee la forma necesaria para modificar la trayectoria de los rayos de luz, corrigiéndolos.

¿Primitivos ojos de los trilobites?

Se han encontrado dos formas para esa superficie de contacto entre ambas partes de la lente, y coinciden con las que diseñaran en su momento René Descartes (científico y filósofo francés del siglo XVII) y Christiaan Huygens (astrónomo holandés del mismo siglo) con el objetivo de evitar la aberración esférica. Sin embargo, el desarrollo geométrico que realizaron ambos científicos ya se venía usando en la naturaleza, al menos en los “primitivos” ojos de los trilobites. Pero las sorpresas no se quedan aquí.

Posteriormente se ha encontrado que el desarrollo geométrico de Descartes presenta un error. Resulta que la pequeña invaginación de la sublente superior en la inferior, no es necesaria para conseguir una lente sin aberración esférica. Entonces, podríamos pensar que el error de Descartes también lo posee Dalmanitina, el trilobites con este diseño de lente. Pero un estudio más detallado dio con la solución. Descartes había cometido un pequeño error, pero Dalmanitina, no. El análisis exhaustivo reveló que la pequeña invaginación convierte esta lente en bifocal. La zona central de la lente permitiría una buena visión de “cerca”, hasta una distancia de 0,5 cm de distancia, y la zona periférica facilitaría la visión de “lejos”, desde los 0,5 cm hasta el infinito

5. Se especula en cuanto a lo que habría bajo las lentes de los ojos de los trilobites. ¿Cómo serían los receptores? En el caso de Dalmanitina, parece que debió de existir una pequeña retina individual bajo cada lente, con varios fotorreceptores en esa retina que hicieran valer esa bifocalidad. No se conoce ningún caso más de lentes bifocales, ni en fósiles ni en animales actuales. Bueno, sí que existe un diseño similar. Se ha desarrollado una lente para introducir dentro del ojo. Se utiliza como prótesis implantada en pacientes humanos.

Esta lente biomimética posee las características de la lente de Dalmanitina5, aunque cuando fue diseñada se desconocía que la naturaleza ya la poseía. ¿Nos guardarán los ojos más secretos asombrosos? Eso es seguro, pero lo que hasta ahora conocemos, a través de especialidades como la anatomía, la biología molecular y la paleontología habría sumado muchos escalofríos a los que ya tenía Darwin.

Las respuestas evolucionistas

Ante estos problemas, el evolucionismo ha respondido con simulaciones de ordenador capaces de producir ojos complejos con una facilidad pasmosa. Extraña pues que no proliferen las formaciones de ojos o sus modificaciones de los existentes. Las mutaciones beneficiosas lo harían extraordinariamente sencillo, aseguran. Sin embargo, cuando observamos el mundo real, los beneficios de las mutaciones no parecen ser tantos. El ordenador indica que con tasas de cambio del 0,005%, por generación, 400.000 generaciones bastarían para convertir una retina plana en un ojo complejo

6. Ese número de generaciones las cubrirían muchos microorganismos en unos años. La bacteria Escherichia coli se cultiva en el laboratorio con fines experimentales y necesita menos de 20 años para dar lugar a las 400.000 generaciones. Algunas cepas de esta bacteria llevan sometidas a diferentes presiones selectivas durante decenios, pero nunca han dejado de ser lo que eran en un principio.

El zoólogo Pierre Grassé hizo la observación de que la evolución y el efecto de las mutaciones debía hacerse visible en tiempo real, en las bacterias, gracias a su velocidad de reproducción

7. En veinte años se generan más bacterias que humanos en veinte millones de años. Pero en las bacterias no existe ni un solo rastro de la evolución. Siguen siendo las mismas bacterias. No producen ningún diseño nuevo. Behe retomó el argumento de Grassé y lo ha desarrollado más en su libro The edge of the evolution

El microbio de la malaria, un reto para el evolucionismo

8. El microbio causante de la malaria, Plasmodium falciparum, se desarrolla mal en las personas con anemia falciforme y esto, dicen los evolucionistas, es una ventaja de adaptación. Sin embargo, ¿es una ventaja estar enfermo? Además, esa resistencia está causada por un defecto, no por un nuevo diseño producido para resistir la enfermedad. Curiosamente, tampoco el microbio ha producido un nuevo diseño para evitar el contratiempo de una sangre indigesta. Ocurre también que este parásito puede hacerse resistente al tratamiento con cloroquina gracias a un defecto en la proteína que introduce el fármaco en su interior.

Tampoco este caso de “evolución”, se produce mediante innovación estructural. El microbio de la malaria plantea serios retos al evolucionismo. En varios cientos de años han existido más microbios de la malaria que mamíferos puedan haber existido en toda su supuesta historia evolutiva de decenas de millones de años. El evolucionismo asegura que todos los mamíferos, caballos, ballenas, murciélagos y leones surgieron de un pequeño mamífero, del tamaño de un ratón. Pero al observar la “evolución” en acción, lo que se hace evidente es que la vida se mueve entre estrechos márgenes de variabilidad. Sus diseños admiten cambios limitados.

Behe no solo analiza el caso de la malaria, sino también el virus del sida, frecuente ejemplo de evolución, y las conclusiones son las mismas: no hay nuevos diseños; a lo sumo se toleran defectos porque permiten la supervivencia, pero nunca hay aportes novedosos. Con estas evidencias de la biología real ¿cómo podemos pensar que los ojos se construyesen perfectamente a golpe de azar y selección?

Darwin sólo podía intuir la complejidad que posee el mundo natural, también la que posee el ojo. Y seguramente tampoco hoy alcanzamos a ver todos los detalles y maravillas que encierra. Aun así, lo que se presenta ante nuestros sentidos, desde lo microscópico hasta las galaxias, no deja espacio para la duda. Si los ojos le daban escalofríos a Darwin, hay a quienes también nos los da, porque nos vemos frente a la firma del Diseñador.

* Aberración esférica. La imagen de un objeto situado en el eje óptico de la lente se produce difusa y aumentada, debido a que la distancia focal es distinta en el centro que en los bordes de la lente.

Autor: Celedonio García-Pozuelo Ramos. Biólogo Naturalista. Investigador de la variabilidad animal. Autor de diversos trabajos sobre primates y cánidos. Revista Naturalia. Asociación Naturalia Ailarutan para el estudio y defensa de la naturaleza. Asociación Naturalia: Un espacio cálido y acogedor para la amistad, estudiar la Naturaleza, aprender a protegerla y acercarte a nuestro Creador. Nuestro compromiso con la naturaleza es un compromiso con el Creador.Colaborador para investigación de la “Creation Research Society Quarterly”.

Imagen portada: Photo by Daniil Kuželev on Unsplash.

Referencias

• Vitala, J. y otros. 1995. Attraction of kestrels to vole scent marks visible in ultraviolet light. Nature, 373: 425-427.
• Behe, M. J. 1999. La caja negra de Darwin. Andrés Bello, Barcelona.
• Clarkson, E. y otros. 2006. The eyes of trilobites: The oldest preserved visual system. Arthropod Structure and Development. 35: 247- 259.
• Descartes, R. 1637. Oeuvres de DesCartes.La Geometrie. Livre 2. pp. 134. J. Maire, Leyden.
• Gál, J. y otros. 2000. Image formation by bifocal lenses in a trilobite eye? Visual Research, 40: 843-853.
• Osorio, D. 1994.Eye evolution: Darwin’s shudder stilled. Trends in Ecology and Evolution, 9: 241-242.
• Grassé, P. P. 1984 (2ª ed.). Evolución de lo viviente. Hermman Blume, Madrid. Behe, M.J. 2007.
• The edge of evolution. Free Press, Nueva York.