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El Acuarista®>Secciones>Biología de los peces>El ojo, la visión y la pigmentación

Biología de los peces 7.

 

 


El Ojo, la visión y la Pigmentación

© Roberto Petracini

El ojo y la visión en los peces.

Ver también en esta página: El color en los peces

En toda la escala evolutiva hay un elemento que se repite reiteradamente y que parece haber sufrido muy pocas modificaciones desde sus orígenes. Ese elemento es el ojo.
De hecho hay muy pocas variaciones entre el ojo humano y el ojo de un pez. Pero aquellas diferencias existentes son interesantes de analizar.

La primera diferencia notable es que carece de párpado, lo cual hace que el pez no pueda dejar de ver los elementos que lo rodean aunque lo deseare.
La segunda diferencia la establece el iris. En los humanos funciona como el diafragma de una cámara fotográfica de modo que permite una mayor o menor entrada de luz para equilibrar las condiciones diversas. El iris humano se contrae o dilata con esa finalidad.
En la mayoría de los peces el iris tiene una abertura fija incapaz de adaptarse a los distintos niveles de iluminación. Por lo tanto los ajustes necesarios se realizan por medio de los fotorreceptores, que son células especializadas sensitivas a la luz, ubicadas en la retina. Al igual que los ojos humanos, los del pez están equipados con células bastón y células cónicas a nivel de la retina. Las células bastoncillos son los fotorreceptores para poca iluminación y las células cónicas son receptoras para condiciones de luz intensa (digamos “luz diurna”). Como límite entre luz intensa y luz débil se podría establecer la que emana de una lámpara de 25 wats. Es decir que unas u otras células dejan de actuar cuando la iluminación llega al límite mencionado.

Durante los períodos de gran luminosidad, las células cónicas son desplazadas a niveles más profundos de la retina, donde quedan protegidas de la luz intensa por células fuertemente pigmentadas. Cuando la iluminación cae por debajo de los niveles de una lámpara de 25 wats, la posición de los fotorreceptores se invierte. Este intercambio de fotorreceptores no es, en la mayoría de los casos, lo suficientemente rápido, pudiendo tardar entre 2 y 3 horas.

El texto explica lo peligroso que resulta encender la luz durante la noche. En particular si se trata de peces que proceden de una factoría o criadero, lugar donde no se utiliza luz artificial y el ritmo de la iluminación es proporcionado por la duración del día.

De noche, una vez que que las células bastoncillos han quedado en la superficie retinal y se extienden plenamente, quedan en esa ubicación varias horas; el proceso comienza a invertirse por sí mismo y lentamente como si estuviera regido por un reloj biológico, ya que la preparación retinal para el alba comienza varias horas antes de que los primeros rayos solares toquen la superficie del agua.
Entendemos así la importancia que tiene y lo peligroso que resulta para los peces encender la luz de noche si la lámpara es mayor de 25 wats, puesto que tal situación sumiría a los peces en un shock lumínico-visual del cual puede tardar varios minutos en reponerse, ya que al lento proceso de reacomodar las células fotorreceptoras, se suma la ausencia de párpados para protegerse de la luz intensa.

Analizados desde el punto de vista humano, muchas especies son miopes o cortos de vista. Esto presupone que cuando el pez descansa sus ojos toman una posición que les permite visualizar con mayor certeza aquellos puntos cercanos, cosa muy importante porque la mayoría  de las aguas son turbias o poco iluminadas y de nada serviría tener visión a larga distancia cuando el peligro sólo puede verse a distancias cortas. Lo mismo ocurre con las presas, las cuales estando suficientemente cerca y bien enfocadas, permitirán un rápido movimiento para comerlas. Es decir que la miopía en los peces tiene un sentido y una utilidad práctica.

Sin embargo existen excepciones en algunas familias de peces. En estos casos cuando el pez descansa el ojo tiene una distancia focal más larga y a corta distancia la visión es poco nítida. Obviamente estos peces suelen habitar aguas limpias y cristalinas que durante las noches de luna son bastante iluminadas. En tales casos es menester localizar las presas y los enemigos a mayor distancia.

El ojo humano tiene la habilidad de modificar la distancia focal de una visión lejana a una próxima tan sólo con modificar el ancho del cristalino. En la medida que vamos envejeciendo esa habilidad la vamos perdiendo y se hacen necesarias correcciones ópticas por medio de cristales graduados.
Los peces que tienen la habilidad de modificar su campo de visión no lo hacen del mismo modo que los humanos ya que poseen un cristalino capaz de moverse más cerca o más lejos de la retina sensitiva y de hecho obtienen el mismo resultado, como si fuera un lente de focal variable (“zoom”).
Este movimiento del cristalino se realiza por medio de un músculo llamado retractor que está unido al cristalino y que lo puede tirar hacia atrás en dirección a la retina.

Pero aún tenemos otras formas evolutivas. Se trata de peces con visión bifocal simultánea que son capaces de enfocar objetos cercanos con una parte del ojo, mientras que otra parte enfoca objetos lejanos valiéndose de una parte distinta de la retina.
Estos son los peces denominados “de cuatro ojos” que, como en
Anableps anableps, pasan la mayor cantidad de su tiempo nadando en la superficie del agua con la parte superior del ojo fuera del agua y la parte inferior dentro de ella. Aparentemente con la parte fuera del agua pueden enfocar objetos muy lejanos al ojo, mientras que debajo de la superficie son capaces de enfocar objetos cercanos, y todo esto al mismo tiempo.

Anableps anableps

Izquierda: el ojo de Anableps mitad dentro y mitad fuera del agua. 

Centro: foto del pez mostrando la posición del ojo mitad dentro y mitad fuera del agua.
Fotos© Dr.Foersch.

Derecha: detalle del ojo. 
(Se pueden ver las fotos ampliadas, haciendo clic sobre la que desees)

Ahora bien, dado que la mayoría de los peces tienen ubicados sus ojos a los costados del cuerpo, no parece posible que puedan tener una visión tridimensional adecuada. Más bien deben tener una visión estereoscópica,  o profundidad visual, muy reducida. En la  medida que los ojos se ubican más hacia el frente en algunas familias, aumenta su sentido de la profundidad. En algunos peces existe una banda frontal de visión binocular en la banda periférica de la retina que es mucho menos sensitiva y por ende, esa visión binocular,  debe resultar menos nítida.
Esto se compensa con una gran sensibilidad visual a los objetos que contrastan con el fondo, tanto en lo que hace al color, luminosidad o movimiento. Este tipo de contrastes es percibido rápidamente a nivel de la retina.

   Este esquema muestra las zonas de visión monocular y binocular. Compárese el estrecho ángulo de visión estereoscópica con el ángulo mucho más grande de visión monocular. En la zona lateral -mucho mayor- se pierde el sentido de la profundidad. A cambio los peces con ojos laterales pueden visualizar objetos ubicados detrás de ellos.


Finalmente tenemos el extremo opuesto al ojo, que es la ausencia total o la presencia de ojos muy rudimentarios. Entre los ejemplos de ausencia tenemos los peces de las grandes profundidades (abisales) o los tetras de las cavernas, Astyanax fasciatus mexicanus (x Anoptichthys jordani, foto de la izquierda). En este caso el ojo resulta obsoleto e innecesario dado que no hay luz para transmitir imágenes. Sin embargo han desarrollado sustitutos suficientes como para poder comer microorganismos que no serían visibles a otros peces con ojos y  buena iluminación. Los ojos vestigiales de los peces de las grandes profundidades oceánicas se explica por la migración que pueden producir hacia aguas superiores en busca de alimento u otros fines. Estos peces han desarrollado una visión en condiciones de iluminación tan escasa que el ojo humano no podría percibir imagen de ninguna naturaleza. Esto lo han logrado evolucionando hacia un sobredimensionamiento de todos los instrumentos visuales, tanto en tamaño como en sensibilidad. Algunos peces poseen dos retinas, siendo una de ellas accesoria, y así pueden enfocar objetos cercanos utilizando una y los lejanos utilizando la restante. Por lo general estas dos retinas están ubicadas una en la superficie y otra en el fondo de un ojo telescópico o tubular. Como por lo general estos instrumentos visuales están ubicados en posición frontal, los peces así provistos tienen una visión binocular de la cual están desprovistos la mayoría de otros peces.

Esquema comparativo entre el ojo de un pez (izquierda) y humano (derecha).

C. Cornea; 
I
. Iris;
L
. cristalino;
CM
. músculo ciliar
lg
. Ligamento; 
M
. Músculo retractor del cristalino; S. Esclerótica;
ON
. Nervio óptico;
R
. Retina

¿Cómo cambia de foco el ojo de un pez?

A. El músculo retractor del cristalino
(M)
está en posición de descanso, mientras que el cristalino
(L) está enfocando objetos cercanos.
B. El músculo se contrae atrayendo el cristalino hacia la retina, enfocando los objetos más lejanos

La Coloración

Una de las características sobresalientes en lo que hace a la coloración, es la habilidad que poseen la mayoría de los peces para modificarla según ciertas condiciones o momentos.
La coloración en muchos casos indescriptible de algunas especies, los reflejos metalizados fosforescentes en otras, nos demuestran que la naturaleza se ha valido de diferentes señales para que se identifiquen los miembros de una misma especie. Pero además de ello, los colores permiten que dentro de la misma especie se diferencien situaciones diversas, estados anímicos, etc.
Los colores son producto de células pigmentarias de dos tipos:
a. cromatóforos y
b. iridocitos.
En la ilustración se puede observar la posición que ocupan los cromatóforos en la capa inferior de la epidermis pero extendiéndose hasta cierta profundidad en la dermis

En la ilustración podemos apreciar: E epidermis; D dermis.
Con el Nº 1 se identifican las células de la epidermis, el Nº 2  identifica las glándulas productoras de mucosa; el Nº 3 por su parte alude al cromatóforo mientras que el Nº 4 está mostrando las fibras dérmicas.

El color se puede observar a través de las escamas (sólo cuando éstas son transparentes) ya que no existen sobre ellas células pigmentadas.
Los cromatóforos poseen unas partículas pigmentarias (cromatocitos) que según sea el color se denominan eritróforos (rojo y naranja),  xantóforos (amarillos), y melanóforos (negros). 
Estos nombres derivan del contenido y así tenemos que los eritróforos contienen eritrina, los xantóforos poseen xantina y los melanóforos cuentan con melanina.

Por su parte los iridocitos son los responsables del brillo metálico y contienen pigmentos cristalinos de guanina que es una sustancia muy reflectora de la luz.
Al llegar la radiación luminosa a la piel de los peces la guanina descompone la luz como si fuera un prisma pero absorbe parte de las ondas luminosas y refleja otra parte, que es la que recibe el ojo ofreciendo la sensación de brillo metálico. Del mismo modo pueden aparecer el color azul, ya que no existen pigmentos azules. En casos especiales la melanina (responsable del color negro) se profundiza en la piel, de modo que la luz debe atravesar la dermis, reflejar el color y regresar a la superficie. Siendo la dermis ligeramente amarillenta, hace las veces de filtro y podemos de ese modo observar pigmentos azules originados en los melanóforos.

Cuando la guanina está ubicada muy profundamente y no debajo de las escamas, la coloración que observamos es plateada. A menor profundidad observamos la coloración dorada o dorado-verdosa, siempre metalizada.

La ausencia de pigmentos da lugar al albinismo, donde la coloración rosada no es otra cosa que el color de los tejidos recubiertos de piel y mucosa epitelial. Los ojos tampoco tienen pigmentos y por lo tanto permiten ver su interior, rojo por la sangre que irriga el ojo.

La intensidad de los colores está determinada por la dispersión o concentración de los gránulos pigmentarios contenidos en el cromatóforo. Este fenómeno está determinado por factores anímicos que van desde la necesidad de disimular la presencia de un pez hasta hacerla muy evidente, por ejemplo en el cortejo previo y durante el desove.

En la fotografía , tomada de la piel de un Gymnogeophagus brasiliensis por el Profesor Luis C. Uchôa Junqueira©, se visualizan los tres tipos de cromatóforos que mencionamos antes.
Aunque la fotografía es monocroma, puede apreciarse sin dificultad la diferencia entre unos y otros, siendo los más negros los melanóforos,  los de tonalidad gris oscura los eritróforos y los más claros, responsables del color amarillo, los xantóforos.

MIMETISMO - El color en los peces

Cuando un pez necesita confundirse con el medio ambiente para pasar desapercibido o semejar un objeto de dicho medio ambiente, utiliza varios recursos relacionados con el color y su posibilidad de modificarlo.
En algunas especies ese cambio de colorido puede tardar algunos segundos, en otras varios minutos y hasta se da el caso en que ciertos tiburones tardan varios días.

Este tipo de cambios o fenómeno adaptativo circunstancial y rápido se identifica como cambio fisiológico del color y se produce por el movimiento de los gránulos pigmentarios dentro del cromatóforo, tal como se detalla en la ilustración, donde 1 representa un cromatóforo con los gránulos pigmentarios dispersos en toda su superficie y en 2 encontramos los mismos gránulos que se han concentrado.
Este proceso de cambios rápidos está determinado por situaciones de peligro por agresiones o cualquier otra necesidad semejante. Sin recurrir a mayores explicaciones es fácil de comprobar esta respuesta en el caso de machos de Betta splendens. Manténganse separados dos machos durante un tiempo y luego colóqueselos juntos. La pigmentación rápidamente se intensifica como señal de que se ha despertado la agresividad. Es una señal que resulta inconfundible para los machos de su misma especie y si la respuesta del segundo termina siendo una intensificación del colorido, nos encontramos ante una riña segura.

Un segundo tipo de modificación del colorido lo podemos definir como cambio morfológico y se produce, por ejemplo, cuando un pez vive por un tiempo más o menos prolongado en un ambiente inadecuado a su color. Por ejemplo, si un pez de fondos limosos y oscuros se ve obligado a vivir en un fondo pedregoso y claro. Respondiendo al estímulo ambiental el pez aumentará o disminuirá su pigmentación, oscureciendo o aclarando el color de su piel, tal como se ilustra seguidamente.

Este dibujo, basado en un trabajo de Eduardo C. Farías (Barcelona, España), esquematiza el efecto de un estímulo luminoso sobre la retina, la cual lo transmite al cerebro que a su vez retransmite órdenes por la cadena nerviosa simpática provocando como respuesta un cambio de color.

El colorido, los dibujos del cuerpo, los ocelos y manchas dependen de la especie y del lugar donde se habite. Esto explica la razón por las cuales muchas especies de diversos géneros tienen colores básicos semejantes. Siendo los colores típicos de una especie una señal para identificarse, sobre el color básico (por ejemplo amarillo), se modifican los dibujos en formas de listones verticales u horizontales, rayas o manchas, que si bien pueden ser los mismos en varias especies, no son idénticos.


Capoeta tetrazona


Puntius nigrofasciatus

Un ejemplo serían los barbus, donde Capoeta tetrazona posee color básico amarillo y listones verticales negros. El  Puntius nigrofasciatus tiene el mismo color básico, los mismos listones verticales negros, pero su distribución es diferente. Otro tanto ocurre con el Capoeta partipentazona, etc. Esto le permite mimetizarse a cada grupo de individuos en forma similar, pero no existen posibilidades de que miembros de una especie se confundan con los de otra parecida.

En la ilustración de la izquierda se pueden observar cuatro especies muy próximas pero con diferencias en los dibujos del cuerpo:
1 C.tetrazona;
2
C. tetrazona partipentazona;
3 Barbodes pentazona;
4
Barbodes hexazona

Un Pterophyllum scalare puede mimetizarse entre la vegetación valiéndose de sus franjas verticales oscuras, los peces que habitan los fondos de ríos y arroyos limosos tienen su dorso de coloración similar al fondo, mientras que los que habitan fondos arenosos, suelen ser salpicados con manchitas o puntitos que vistos desde arriba pueden confundirse con el fondo fácilmente.
Una de las razones por las cuales no se encuentran casi especies albinas en la naturaleza es precisamente por la facilidad conque son localizados por predadores. En cautividad se dan mutaciones albinas en forma más o menos regular y los ejemplares sin pigmento pueden subsistir por el cuidado a que son sometidos por los criadores. Lo propio es válido para las mutaciones de color, como el caso de Nandopsis octofasciatum (Jack Dempsey) en su variedad azul, o en Pterophyllum sp. en sus variedades doradas, siamés, etc. Ninguno de ellos podría subsistir en su ambiente natural porque serían presa fácil para otros peces ya que no podrían disimularse como lo hacen sus similares silvestres.
Desde el punto de vista de la práctica del acuarismo ornamental, demás está decir que los peces de coloración oscura deberán contar con una decoración que les permita sentirse cómodos, o sea zonas con sombra, piedras oscuras, etc. Lo contrario ocurrirá con los peces de colores poco intensos. Caso contrario difícilmente lucirán sus verdaderos colores ya que su actitud natural será tratar de mimetizarse con el medio ambiente, luciendo a nuestros ojos descoloridos. Estar sometidos a esta situación en forma prolongada, inevitablemente derivará en stress y las consecuentes bajas de las defensas naturales. El paso siguiente será encontrarnos ante un pez enfermo. En nuestra nota sobre enfermedades bacterianas se explica claramente cómo una situación de stress produce una disminución en la producción de ciertos anticuerpos, lo que ocasiona una enfermedad casi inevitablemente.

Esta es la parte final de esta serie de notas sobre anatomía y fisiología de los peces. No hemos desarrollado el tema con mucha profundidad porque el objetivo es no fatigar al visitante. De todos modos, si deseas obtener más información sobre algún tema en particular, tienes a tu disposición todas las herramientas de nuestro sitio Web, tales como el correo de consulta, la página de opiniones, el forum de acuarismo y el contacto directo con el autor de las notas. Además, cientos de links en nuestra sección ciencias. Sigue visitando en el acuarista las notas sobre biología y cientos de páginas más.
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De esta misma serie:
 Anatomía de los peces  | El sistema respiratorio de los peces
| La vejiga natatoria y el laberinto | Glosario del Acuarista |
| La piel, las escamas, el oído, el sabor y el olfato |
Los ojos y la coloración de los peces | Nutrición | El filtro biológico

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