Nota del editor: esta historia se actualizó a las 11:20 a.m. E.D.T. el viernes 17 de mayo
Convertir las partículas de luz en información visual es un trabajo duro, y su cuerpo depende del oxígeno para hacer el trabajo. Esto es cierto ya sea que camines por la tierra en dos extremidades o nades a través del mar con ocho.
De hecho, según un estudio reciente en el Journal of Experimental Biology, la cantidad de oxígeno disponible para invertebrados marinos como calamares, cangrejos y pulpos puede ser mucho más importante para su visión de lo que se pensaba. En el estudio, publicado en línea el 24 de abril, los investigadores vieron una caída significativa en la actividad de la retina en cuatro especies de larvas marinas (dos cangrejos, un pulpo y un calamar) cuando los animales estuvieron expuestos a ambientes de oxígeno reducido por tan solo 30 minutos.
Para algunas especies, incluso una disminución minúscula en los niveles de oxígeno resultó en una pérdida de visión casi inmediata, lo que eventualmente causó ceguera casi total antes de que el oxígeno volviera a subir.
Según la autora principal del estudio, Lillian McCormick, candidata al doctorado en el Instituto de Oceanografía Scripps en La Jolla, California, alguna forma de discapacidad visual puede ser una realidad diaria para estas especies, que migran entre la superficie altamente saturada de oxígeno del océano y su hipóxico. (bajo contenido de oxígeno) durante sus rutinas diarias de alimentación. Y a medida que los niveles de oxígeno del océano continúan bajando en todo el mundo, en parte debido al cambio climático, los riesgos para estas criaturas podrían intensificarse.
"Me preocupa que el cambio climático empeore este problema", dijo McCormick a Live Science, "y que la discapacidad visual podría ocurrir con mayor frecuencia en el mar".
Para meter un cefalópodo en el ojo
Para el nuevo estudio, McCormick y su equipo investigaron el calamar del mercado (Doryteuthis opalescens), pulpo de dos puntos (Pulpo bimaculado), cangrejo de atún (Pleuroncodes planipes) y elegante cangrejo de roca (Metacarcinus gracilis) Todas estas especies son locales en el Océano Pacífico frente al sur de California, y todas participan en una rutina diaria de buceo conocida como migración vertical. Por la noche, nadan cerca de la superficie para alimentarse; durante el día, descienden a mayores profundidades para esconderse del sol (y de los depredadores hambrientos que trae).
A medida que estas criaturas migran hacia arriba y hacia abajo en la columna de agua, la disponibilidad de oxígeno cambia dramáticamente. El océano está repleto de oxígeno cerca de la superficie, donde el aire y el agua se encuentran, y significativamente menos saturado de oxígeno a 165 pies (50 metros) debajo de la superficie, donde muchos crustáceos y cefalópodos se esconden durante el día.
Para averiguar si estos cambios diarios en el oxígeno afectan la visión de los animales, McCormick conectó pequeños electrodos a los ojos de cada una de sus larvas de prueba, ninguna de las cuales mide más de 0,15 pulgadas (4 milímetros). Estos electrodos registraron la actividad eléctrica en los ojos de cada larva cuando sus retinas reaccionaron a la luz, "algo así como un electrocardiograma, pero para sus ojos en lugar de su corazón", dijo McCormick.
Luego, cada larva se colocó en un tanque de agua y se hizo que mirara una luz brillante mientras el nivel de oxígeno del agua disminuía constantemente. Los niveles cayeron del 100% de saturación de aire, niveles de oxígeno que esperaría encontrar en la superficie del océano, hasta aproximadamente un 20% de saturación, que es más bajo de lo que experimentan actualmente. Después de 30 minutos de esta condición baja en oxígeno, los niveles de oxígeno aumentaron nuevamente al 100%.
Si bien cada una de las cuatro especies mostró una tolerancia ligeramente diferente, las cuatro sufrieron un duro golpe en la visión cuando se expusieron al ambiente con poco oxígeno. En general, la actividad retiniana de cada larva disminuyó entre 60% y 100% en condiciones de bajo oxígeno. Algunas especies, particularmente el calamar de mercado y el cangrejo de roca, demostraron ser tan sensibles que comenzaron a perder la visión tan pronto como los investigadores comenzaron a disminuir el oxígeno en el tanque.
"Cuando llegué a los niveles más bajos de oxígeno, estos animales estaban casi cegados", dijo McCormick.
La buena noticia es que la pérdida de visión no fue permanente. Dentro de aproximadamente una hora de regresar a un entorno de oxígeno completamente saturado, todas las larvas recuperaron al menos el 60% de su visión, y algunas especies recuperaron su funcionalidad al 100%.
Ciego en el agua
Es probable que debido a que el Pacífico experimenta naturalmente muchas condiciones de bajo oxígeno cerca del sur de California, estas especies altamente sensibles luchan con algún tipo de discapacidad visual todos los días, dijo McCormick. (Sin embargo, se necesita más investigación para saber con certeza). Afortunadamente, agregó McCormick, estas especies en riesgo están desarrollando comportamientos de evitación de forma natural para que naden a las partes más altas del oxígeno del océano cuando se produce un deterioro grave de la visión.
Sin embargo, dijo McCormick, la desoxigenación rápida causada por el cambio climático podría dificultar la adaptación de estas especies. Según un estudio de 2017 en la revista Nature, los niveles totales de oxígeno del océano han disminuido en un 2% a nivel mundial en los últimos 50 años y se prevé que disminuyan hasta un 7% adicional para el año 2100. El cambio climático es un factor importante que impulsa estos factores. El estudio de Nature encontró pérdidas, especialmente en las partes superiores del océano, donde las larvas que estudió McCromick tienden a pasar la mayor parte de sus vidas.
Esta desoxigenación inducida por el calentamiento, junto con las fuerzas naturales como los patrones de circulación del viento y el agua que hacen que los niveles de oxígeno cercanos a la superficie sean inconsistentes en la región, podría provocar que las criaturas más vulnerables pierdan su visión cuando más la necesitan. Los animales en riesgo podrían ser menos efectivos en la caza de alimentos cerca de la superficie, y podrían pasar por alto signos sutiles de depredadores en medio de ellos, dijo McCormick. Es una posibilidad sombría; sin embargo, se necesita más investigación para determinar la cantidad de pérdida de visión relacionada con el oxígeno que realmente se necesita antes de que estas criaturas cometan errores potencialmente dañinos.
"Si saco mis lentes de contacto en casa y camino, podría golpearme el dedo del pie, pero me las arreglaré", dijo McCormick. "La siguiente pregunta es, ¿cuánto daño retiniano equivale a un cambio en el comportamiento visual?"
Nota del editor: esta historia se actualizó para corregir la medición de las larvas. Son menos de 0.15 pulgadas, no 1.5 pulgadas, de largo. La historia también se actualizó para señalar que los invertebrados marinos generalmente no experimentan una saturación de oxígeno del 20% en su entorno normal.
