Arxiu d'etiquetes: tricromática

Com veuen el món els animals?

Has sentit alguna vegada que els gossos veuen en blanc i negre? O que els gats veuen en la foscor? Per què tenim els ulls davant de la cara? I per què les cabres tenen la pupil·la horitzontal? En aquest article donarem resposta a aquestes i altres qüestions sobre els ulls i la visió, centrant-nos en els mamífers.

COM ES FORMA UNA IMATGE?

Els ulls són els receptors encarregats de captar la llum i enviar el senyal a través del nervi òptic al cervell, que farà la interpretació. La llum no és més que una ona electromagnètica, igual que els infrarojos, ultraviolats, raigs X, microones, etc. En aquest article ens referirem a la llum visible, és a dir, la part de l’espectre que captem els humans i la majoria de mamífers.

Parts de l’ull humà. Imatge del Dr. Soler

Bàsicament, la llum passa a través de la pupil·la. Aquesta pot regular la quantitat de llum que passa canviant de mida gràcies a músculs associats a l’iris (que dóna el color a l’ull). El cristal·lí seria la lent que permet enfocar els objectes. La imatge es projecta invertida a la retina, per a ser enviada com a senyal elèctric al cervell.

PER QUÈ VEIEM EN COLOR?

A la retina es troben dos principals tipus de cèl·lules fotoreceptores: cons i bastons  La principals diferències són:

BASTONS
  • Més sensibles en poques condicions de llum
  • No permeten veure en color
  • Sensibles al moviment
  • Poc detall de la imatge
CONS
  • S’activen en condicions elevades de llum
  • Permeten veure en color
  • Sensibles al contrast
  • Alt detall de la imatge

És per això que quan hi ha poca llum, els vertebrats veiem en blanc i negre i la imatge no és clara, ja que els bastons estan activats al màxim però els cons romanen inactius. Alguns primats disposem de tres tipus diferents de cons (visió tricromàtica), que responen a la llum vermella, verda i blava (RGB, de les sigles d’aquests colors en anglès). Altres primats i animals tenen visió monocromàtica (només disposen d’un tipus de con) o dicromàtica (dos). Alguns animals tenen visió tetracromàtica, com les aus.

Els cons són sensibles a diferents longituds d’ona, és a dir, a diferents colors. Foto presa d’Associació Primatológica Colombiana

Generalitzant molt, els vertebrats diürns tenen més cons que bastons, en canvi els nocturns tenen més bastons que cons, el que els permet veure millor en la foscor. Però realment veuen en la foscor?

VEURE EN LA FOSCOR

En absència total de llum és impossible veure, encara que alguns animals puguin detectar altres radiacions com els infrarojos (serps) o els ultraviolats (abelles). A més de la relació entre cons i bastons, altres factors que milloren la vista en condicions de poca llum són:

LA CÒRNIA

Com més gran sigui l’ull i la còrnia, millor aprofitament de llum. El mamífer amb la còrnia més gran respecte a l’ull és el tarser de Filipines (Carlito syrichta), de vida nocturna.

Tarser de Filipines (Foto: Kok Leng Yeo)

LA PUPIL·LA

Una altra manera d’aprofitar al màxim les poques condicions de llum és augmentant la mida de la pupil·la. Segons la forma d’aquesta, el control de llum que entra és més precís: és el cas de molts felins. Comparada amb una pupil·la rodona, l’allargada s’obre i tanca més perquè ho fa cap als costats i segons la posició de la parpella, la superfície de pupil·la exposada a la llum es pot controlar millor.

Els fèlids amb pupil·la vertical poden obrir-la horitzontalment i controlar millor l’entrada de llum que una circular. Imatge d’autor desconegut, adaptada de Aquarium-Muséum de Liège

EL TAPETUM LUCIDUM

Felins, cànids, ratpenats, cavalls, cetacis, cocodrils, bòvids i alguns primats nocturns posseeixen a la retina o darrere d’ella una capa brillant anomenada tapetum lucidum, que augmenta fins a 6 vegades la capacitat de captar llum comparat amb els humans. Com si d’un mirall es tractés, el tapetum lucidum reflecteix la llum que arriba a l’ull per tornar de nou a la retina i aprofitar la llum al màxim.

Reflexió de la llum a causa del tapetum lucidum. Imatge presa de Exclusively cats

El tapetum lucidum és el responsable que sembli que els ulls dels gats brillin en la foscor o vegem la pupil·la dels gossos verdosa/blavosa segons incideixi la llum.

Tapetum lucidum brillant en un gos. Foto de Mireia Querol

PER QUÈ HI HA ANIMALS AMB ELS ULLS DAVANT DE LA CARA I ALTRES ELS TENEN ALS COSTATS?

La posició dels ulls en els mamífers pot ser frontal, com en un gat, o lateral, com en un conill. Això els suposa diferents avantatges:

  • Visió binocular (estereoscòpica): permet un bon càlcul de les distàncies, tot i que el camp de visió és menor. La imatge generada és tridimensional. És típic de carnívors que han de focalitzar l’atenció cap a les seves preses o primats que han de calcular la distància entre les branques.
  • Visió lateral (perifèrica): permet que cada ull envii un senyal diferent al cervell, de manera que els és més fàcil adonar-se del que els envolta en tenir un camp de visió de gairebé 360º. És típic de mamífers herbívors, que han d’estar atents a la presència de possibles depredadors.
    Camp visual d’un gat i un cavall. La visió binocular és més àmplia en el gat, però té més àrea cega. La visió monocular en el cavall redueix els seus punts cecs. Font: Sjaastad OV, Sand O. i Hove K. Foto presa d’Eye Opener

    PER QUÈ LES CABRES TENEN LA PUPIL·LA HORITZONTAL?

    A més de la posició dels ulls, la forma de la pupil·la també té relació segons si s’és depredador o presa. La cabra o el cavall tenen la pupil·la horitzontal, mentre que felins com el margay la tenen vertical.

    Pupil·la d’una cabra (horitzontal) i un gat (vertical). Foto: Wikimedia Commons

    Segons Banks, per calcular la distància els depredadors es basen en la visió estereoscòpica (funciona millor amb una pupil·la petita) i la nitidesa (funciona millor amb una gran). Les pupil·les verticals són petites horitzontalment i grans verticalment.

    En el cas de les preses atacades per depredadors terrestres, la tendència de la pupil·la és ser horitzontal perquè “permet recollir més llum als costats i menys amunt i avall i també redueix la llum del sol, que podria enlluernar”. Les excepcions, com conills o ratolins amb pupil·la circular, es deuen al fet que han de vigilar depredadors que els puguin venir des del cel, com rapinyaires

    QUÈ ÉS LA TERCERA PARPELLA?

    Alguns animals posseeixen la membrana nictitant (“tercera parpella”), una membrana transparent o translúcida que serveix per protegir l’ull i humitejar-lo sense perdre visibilitat. Camells, foques i óssos polars la tenen completa, mentre que en altres mamífers, com en el gos o l’humà només es conserva reduïda.

    Membrana nictitant en un felí. Foto de Editor B

    ÉS VERITAT QUE ELS GOSSOS I ELS TOROS VEUEN EN BLANC I NEGRE?

    En realitat els gossos i gats són capaços de detectar els colors, concretament grisos, grocs i blaus en tons més suaus. Els gats potser puguin percebre algun color més.

    Espectre visible per un gos i per un humà. Font

    En el cas dels toros, també està estès el mite que o bé reaccionen davant el color vermell o veuen en blanc i negre. En realitat els toros tenen visió dicromàtica, com la majoria de mamífers diürns, ja que només tenen cons sensibles al blau i al verd. Per tant, no veuen el vermell, però no vol dir que vegin en blanc i negre.

    I ALTRES MAMÍFERS?

    Els equins, veuen en tons blaus i vermells. La majoria de rosegadors veuen en blanc i negre. La majoria d’espècies de la família de les cabres, ovelles i bous veuen del verd al violeta. A més, estudis recents indiquen que molts mamífers (sobretot nocturns), contràriament al que es creia, també poden percebre radiació ultraviolada: rates i ratolins, rens, possiblement gats i gossos, vaques, porcs, fures, okapis…

    Acabem amb un vídeo de BuzzFeed amb la simulació de la vista d’alguns animals, i si esncara tens alguna pregunta sobre com hi veuen els mamífers, deixa-la als comentaris!

    REFERÈNCIES

¿Cómo ven el mundo los animales?

¿Has escuchado alguna vez que los perros ven en blanco y negro? ¿O que los gatos ven en la oscuridad? ¿Por qué tenemos los ojos delante de la cara? ¿Y por qué las cabras tienen la pupila horizontal? En este artículo daremos respuesta a estas y otras cuestiones sobre los ojos y la visión, centrándonos en los mamíferos.

¿CÓMO SE FORMA UNA IMAGEN?

Los ojos son los receptores encargados de captar la luz y enviar la señal a través del nervio óptico al cerebro, que hará la interpretación. La luz no es más que una onda electromagnética, igual que los infrarrojos, ultravioletas, rayos X, microondas, etc. En este artículo nos referiremos a la luz visible, es decir, la parte del espectro que captamos los humanos y la mayoría de mamíferos.

Partes del ojo humano. Imagen del Dr. Soler.
Partes del ojo humano. Imagen del Dr. Soler

Básicamente, la luz pasa a través de la pupila. Ésta puede regular la cantidad de luz que pasa cambiando de tamaño gracias a músculos asociados al iris (que da el color al ojo). El cristalino sería la lente que permite enfocar los objetos. La imagen se proyecta invertida en la retina, para ser enviada como señal eléctrica al cerebro.

¿POR QUÉ VEMOS EN COLOR?

En la retina se encuentran dos principales tipos de células fotorreceptoras: conos y bastones. La principales diferencias son:

BASTONES
  • Más sensibles en pocas condiciones de luz
  • No permiten ver en color
  • Sensibles al movimiento
  • Poco detalle de la imagen
CONOS
  • Se activan en condiciones elevadas de luz
  • Permiten ver en color
  • Sensibles al contraste
  • Alto detalle de la imagen

Es por eso que cuando hay poca luz, los vertebrados vemos en blanco y negro y la imagen no es clara, ya que los bastones están activados al máximo pero los conos permanecen inactivos. Algunos primates disponemos de tres tipos diferentes de conos (visión tricromática), que responden a la luz roja, verde y azul (RGB, de las siglas de estos colores en inglés).  Otros primates y animales tienen visión monocromática (sólo disponen de un tipo de cono) o dicromática (dos). Algunos animales tienen visión tetracromática, como las aves.

Los conos son sensibles a diferentes longitudes de onda, es decir, a diferentes colores. Foto tomada de Asociación Primatológica Colombiana.
Los conos son sensibles a diferentes longitudes de onda, es decir, a diferentes colores. Foto tomada de Asociación Primatológica Colombiana.

Generalizando mucho, vertebrados diurnos tienen más conos que bastones, en cambio los nocturnos tienen más bastones que conos, lo que les permite ver mejor en la oscuridad. ¿Pero realmente ven en la oscuridad?

VER EN LA OSCURIDAD

En ausencia total de luz es imposible ver, aunque algunos animales puedan detectar otras radiaciones como los infrarrojos (serpientes) o los ultravioletas (abejas). Además de la relación entre conos y bastones, otros factores que mejoran la vista en condiciones de poca luz son:

LA CÓRNEA

Cuanto más grande sea el ojo y la córnea, mejor aprovechamiento de luz. El mamífero con la córnea más grande respecto al ojo es el tarsero de Filipinas (Carlito syrichta), de vida nocturna.

Tarser de Filipines (Foto: Kok Leng Yeo)
Tarsero de Filipinas. (Foto: Kok Leng Yeo)

LA PUPILA

Otra manera de aprovechar al máximo las pocas condiciones de luz es aumentando el tamaño de la pupila. Según la forma de ésta, el control de luz que entra es más preciso: es el caso de muchos felinos. Comparada con una pupila redonda, la alargada se abre y cierra más porque lo hace hacia los lados y según la posición del párpado, la superficie de pupila expuesta a la luz puede controlarse mejor.

Los félidos con pupila vertical pueden abrirla horizontalmente y controlar mejor la entrada de luz que una circular. Imagen de autor desconocido, adaptada de
Pupila de un gato en diferentes condiciones de luz. Autor desconocido, adaptada de Aquarium- Muséum de Liège

EL TAPETUM LUCIDUM

Felinos, cánidos, murciélagos, caballos, cetáceos, cocodrilos, bóvidos y algunos primates nocturnos poseen en la retina o detrás de ella una capa brillante llamada tapetum lucidum, que aumenta hasta 6 veces la capacidad de captar luz comparado con los humanos. Como si de un espejo se tratara, el tapetum lucidum refleja la luz que llega al ojo para devolverla de nuevo a la retina y aprovechar la luz al máximo.

Reflexión de la luz debido al tapetum lucidum. Imagen tomada de Exclusively cats.
Reflexión de la luz debido al tapetum lucidum. Imagen tomada de Exclusively cats.

El tapetum lucidum es el responsable de que los ojos de los gatos parezca que brillen en la oscuridad o veamos la pupila de los perros verdosa/azulada según incida la luz.

Tapetum lucidum brillando en un perro en una foto tomada con flash. foto de Mireia Querol
Tapetum lucidum reflejando la luz en un perro. Foto de Mireia Querol

¿POR QUÉ HAY ANIMALES CON LOS OJOS DELANTE DE LA CARA Y OTROS EN LOS LADOS?

La posición de los ojos en los mamíferos puede ser frontal, como en un gato, o lateral, como en un conejo. Esto les supone distintas ventajas:

  • Visión binocular (estereoscópica): permite un buen cálculo de las distancias, aunque el campo de visión es menor. La imagen generada es tridimensional. Es típico de carnívoros que deben focalizar la atención hacia sus presas o primates que deben calcular la distancia entre las ramas.
  • Visión lateral (periférica): permite que cada ojo mande una señal distinta al cerebro, por lo que les es más fácil percatarse de lo que les rodea al tener un campo de visión de casi 360º. Es típico de mamíferos herbívoros, que deben estar atentos a la presencia de posibles depredadores.

 

Campo visual de un gato y un caballo. La visión binocular o tridimensional es más amplia en el gato, pero tiene más área ciega. La visión monocular en el caballo reduce sus puntos ciegos. Fuente: Sjaastad O.V., Sand O. and Hove K. (2010) Physiology of domestic animals, 2nd edn., Oslo: Scandinavian Veterinary Press. Foto tomada de Eye Opener
Campo visual de un gato y un caballo. El área ciega es menor en los herbívoros. Fuente: Sjaastad O.V., Sand O. and Hove K. Foto tomada de Eye Opener

 

¿POR QUÉ LAS CABRAS TIENEN LA PUPILA HORIZONTAL?

Además de la posición de los ojos, la forma de la pupila también tiene relación según si se es depredador o presa. La cabra o el caballo tienen la pupila horizontal, mientras que felinos como el margay la tienen vertical.

Pupila d euna cabra (horizontal) y un gato (vertical). Foto: Wikimedia commons
Pupila de una cabra (horizontal) y un gato (vertical). Foto: Wikimedia Commons

Según Banks, para calcular la distancia los depredadores se basan en la visión estereoscópica (funciona mejor con una pupila pequeña) y la nitidez (funciona mejor con una grande).  Las pupilas verticales son pequeñas horizontalmente y grandes verticalmente.

En el caso de las presas atacadas por depredadores terrestres, la tendencia de la pupila es ser horizontal porque “permite recoger más luz a los lados y menos arriba y abajo y también reduce la luz del sol, que podría deslumbrarlos”. Las excepciones, como conejos o ratones con pupila circular, se deben a que tienen que vigilar depredadores que les vengan des del cielo, como rapaces.

¿QUÉ ES EL TERCER PÁRPADO?

Algunos animales poseen la membrana nictitante (“tercer párpado”), una membrana transparente o translúcida que sirve para proteger el ojo y humedecerlo sin perder visibilidad. Camellos, focas y osos polares la tienen completa, mientras que en otros mamíferos, como en el perro o el humano sólo se conserva reducida.

Membrana nictitante en un felino. Foto de Editor B
Membrana nictitante en un felino. Foto de Editor B

¿ES VERDAD QUE LOS PERROS Y LOS TOROS VEN EN BLANCO Y NEGRO?

En realidad los perros y gatos son capaces de detectar los colores, concretamente grises, amarillos y azules en tonos más suaves. Los gatos quizá puedan percibir algún color más.

Espectro visible por un perro y por un humano. Fuente
Espectro visible por un perro y por un humano. Fuente

En el caso de los toros, también está extendido el mito de que o bien se enfurecen ante el color rojo o ven en blanco y negro. En realidad los toros tienen visión dicromática, como la mayoría de mamíferos diurnos, puesto que sólo tienen conos sensibles al azul y al verde. Por lo tanto, no ven el rojo, pero no significa que vean en blanco y negro.

¿Y OTROS MAMÍFEROS?

Los equinos, ven en tonos azules y rojos.  La mayoría de roedores ven en blanco y negro. La mayoría de especies de la familia de las cabras, ovejas y toros ven del verde al violeta. Además, estudios recientes indican que muchos mamíferos (sobretodo nocturnos), contrariamente a lo que se creía, también pueden percibir radiación ultravioleta: ratas y ratones, renos, posiblemente gatos y perros, vacas, cerdos, hurones, okapis…

Terminamos con un vídeo de BuzzFeed con la simulación de la vista de algunos animales y si crees que ha quedado alguna pregunta en el tintero ¡déjala en los comentarios!

REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira