Eduardo Martínez de la FeSe suele pensar que el color es una característica propia de los objetos, pero en realidad los colores dependen de procesos biológicos de los ojos y del cerebro: gracias a las mariposas, ahora conocemos mejor el mecanismo genético que los hace posibles.
Los procesos biológicos que permiten percibir los colores dependen de las opsinas, una proteínas fotosensibles que tienen las neuronas sensibles a la luz (fotorreceptoras), situadas en la retina.
La capacidad de ver y distinguir los colores se genera a través de estas proteínas: su número y estructura molecular determina los colores que vemos, ya sean los de una flor, los de una abeja o los de una mariposa.
Una investigación de la Universidad de Harvard ha profundizado en estos mecanismos biológicos para comprender mejor cómo se produce la percepción de los colores.
En una mariposa
Observando el sistema visual de una pequeña mariposa (Eumaeus atala), con una coloración única en su género, esta investigación descubrió que en el proceso de la percepción de los colores intervienen unas opsinas hasta ahora desconocidas.
Esas opsinas son sensibles a una de las longitudes de onda que percibe el ojo cuando hay suficiente iluminación: la longitud de onda desplazada al rojo, apreciada en el sistema visual de la mariposa.
Gracias a esas opsinas hasta ahora desconocidas, los investigadores pudieron identificar los cambios genéticos que ocurren en las bases químicas que forman la arquitectura del ADN de las neuronas fotorreceptoras.
Comprobaron que unos pares concretos de bases químicas son los responsables del ajuste espectral de las proteínas visuales. A través de ese ajuste descubrieron cómo evolucionaron los genes de la visión en la mariposa estudiada para poder percibir tantos colores.
Importancia del descubrimiento
El descubrimiento es relevante porque permite comprender mejor las relaciones entre la estructura y función de los fotorreceptores sensibles a la luz, y cómo la variación genética puede traducirse en nuevas capacidades para percibir los colores.
Aunque pocos animales pueden percibir la luz naranja y roja, ciertos insectos como las mariposas han desarrollado esa capacidad: prefieren recolectar el néctar de flores rojas.
También existen muchos insectos, e incluso plantas, con capacidad de percibir longitudes de onda más cortas que la luz ultravioleta: las usan para comunicarse entre sí (caso de los insectos) o para señalar recompensas a polinizadores (en el caso de las plantas).
Esta diversidad espectral de los fotorreceptores de insectos y plantas está relacionada con la diversificación dinámica del gen de opsina encontrada en todos los linajes, revelando su papel en la adaptación a cada color.
Alterando la visión
Gracias a esta nueva investigación, ha sido posible comprender mejor cómo un cambio de aminoácido en una proteína opsina puede alterar lo que ve un insecto, y cómo la apertura de la sintonía espectral provoca las adaptaciones visuales en estos invertebrados.
El hallazgo no solo es importante para comprender la biología evolutiva, sino que también tiene implicaciones de mayor alcance.
Por un lado, reconcilia la fisiología y la expresión heteróloga funcional, que permite identificar genes que no se expresan por ellos mismos y detectar así las funciones que codifican.
Por otro lado, el descubrimiento abre nuevas vías de investigación porque todos los grupos de invertebrados comparten la misma subclase de opsina, destacan los investigadores en un comunicado.
Implicaciones humanas
Lo que aporta esta investigación enriquece también lo que sabemos de la visión humana, que ofrece una particularidad no totalmente resuelta: hay personas que perciben el mismo color de forma diferente, lo que ha llevado a algunos científicos a considerar que el color tal vez sea una propiedad «psicobiológica» que surge de la respuesta del cerebro a la luz.
Aunque sabemos que en los seres humanos cada color está asociado con un patrón distinto de actividad cerebral, no sabemos si los patrones de respuesta cerebral son los mismos en todas las personas. Quizás las mariposas ayuden a resolver este enigma milenario.
Referencia
The evolution of red color vision is linked to coordinated rhodopsin tuning in lycaenid butterflies. Marjorie A. Liénard et al. PNAS February 9, 2021 118 (6) e2008986118. DOI :https://doi.org/10.1073/pnas.2008986118
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