Los Lobos y los zorros están estrechamente relacionados y comparten muchas de las mismas características. Pero mira sus ojos, donde los lobos tienen pupilas redondeadas como los humanos, los zorros tienen una delgada línea vertical. Pero no se trata solo de caninos –a través del reino animal, las pupilas vienen en todas las formas y tamaños. Entonces, ¿por qué las diferencias?
es una pregunta que ha interesado mucho a los científicos que trabajan en visión y óptica., En un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances, colegas de Durham, Berkeley y yo explicamos por qué se han desarrollado estas formas de pupila.
Las cabras, ovejas, caballos, gatos domésticos y muchos otros animales tienen pupilas que varían de completamente circulares en luz tenue a hendiduras estrechas o rectángulos en luz brillante. La teoría establecida para esto es que las pupilas alargadas permiten un mayor control de la cantidad de luz que entra en el ojo., Por ejemplo, un gato doméstico puede cambiar el área de su pupila por un factor de 135 de completamente dilatada a completamente constreñida, mientras que los humanos, con una pupila redonda, solo pueden cambiar el área por un factor de 15. Esto es particularmente útil para los animales que están activos tanto de día como de noche, lo que permite una visión mucho mejor en condiciones de poca luz.
Sin embargo, si la única razón para las pupilas alargadas fuera controlar la cantidad de luz que entra en el ojo, la orientación no sería importante: horizontal, vertical o diagonal ofrecerían las mismas ventajas. En cambio, los alumnos son casi siempre horizontales o verticales, lo que sugiere que debe haber otros beneficios que expliquen esta orientación.
pupilas aptas para cada nicho
nuestro trabajo se ha centrado en los beneficios visuales de las pupilas verticales y horizontales en mamíferos y serpientes., Uno de los factores más interesantes que encontramos es que la orientación de la pupila puede estar vinculada al nicho ecológico de un animal. Esto se ha descrito anteriormente, pero fuimos un paso más allá para cuantificar la relación.
encontramos que los animales con pupilas alargadas verticalmente son muy propensos a ser depredadores de emboscada que se esconden hasta que golpean a sus presas desde una distancia relativamente cercana. También tienden a tener ojos en la parte delantera de la cabeza. Zorros y gatos domésticos son claros ejemplos de esto., La diferencia entre zorros y lobos se debe al hecho de que los lobos no son depredadores de emboscadas, sino que cazan en manadas, persiguiendo a sus presas.
en contraste, las pupilas alargadas horizontalmente casi siempre se encuentran en animales de pastoreo, que tienen ojos a los lados de su cabeza. También es muy probable que sean animales de presa como ovejas y cabras.
producimos un modelo computarizado de ojos que simula cómo aparecen las imágenes con diferentes formas de pupila, con el fin de explicar cómo la orientación podría beneficiar a diferentes animales., Este modelo mostró que las pupilas verticalmente alargadas en depredadores emboscados mejoran su capacidad para juzgar la distancia con precisión sin tener que mover la cabeza, lo que podría revelar su presencia a presas potenciales.
Los animales de pastoreo tienen diferentes problemas con los que lidiar. Necesitan buscar presas por todas partes y tienen que huir rápidamente en caso de ataque. Tener los ojos hacia el lado de la cabeza les ayuda a ver casi todo a su alrededor., Tener una pupila horizontal mejora la cantidad de luz que pueden recibir delante y detrás de ellos mientras reduce la cantidad de luz desde arriba y desde abajo. Esto les permite una visión panorámica a lo largo del suelo para ayudar a detectar depredadores potenciales lo antes posible. La pupila horizontal también mejora la calidad de imagen de los planos horizontales y esta vista mejorada a nivel del suelo también es una ventaja cuando se ejecuta a velocidad para escapar.
por lo tanto, las pupilas verticalmente alargadas ayudan a los depredadores de emboscada a capturar a sus presas y las pupilas horizontalmente alargadas ayudan a los animales de presa a evitar a sus depredadores.,
nos dimos cuenta de que nuestra hipótesis predijo que los animales más cortos deberían tener un mayor beneficio de las pupilas verticales que los más altos. Así que revisamos nuevamente los datos de animales con ojos frontales y pupilas verticales y encontramos que el 82% son lo que se considera «corto» (que definimos como tener una altura de hombros de menos de 42 cm) en comparación con solo el 17% de los animales con pupilas circulares.
también nos dimos cuenta de que hay un problema potencial con la teoría de la elongación horizontal. Si las pupilas horizontales son una ventaja para los animales que pastan, ¿qué sucede cuando agachan la cabeza para pastar?, ¿La pupila ya no está alineada horizontalmente con el suelo?
comprobamos esto observando animales tanto en un zoológico como en granjas. Encontramos que los ojos de cabras, ciervos, caballos y ovejas giran mientras doblan su cabeza hacia abajo para comer, manteniendo la pupila alineada con el suelo. Este notable movimiento ocular, que está en direcciones opuestas en los dos ojos, se conoce como ciclovergencia. Cada ojo en estos animales gira 50 grados, posiblemente más (solo podemos hacer el mismo movimiento unos pocos grados).
todavía hay algunos alumnos inexplicables en la naturaleza., Por ejemplo, las mangostas tienen los ojos mirando hacia adelante, pero las pupilas horizontales, los gecos tienen enormes pupilas circulares cuando se dilatan, que se reducen a varios orificios discretos cuando se contraen y las sepias tienen pupilas en forma de «W». Comprender todas estas variaciones es un desafío interesante para el futuro.