En el 2006 fue descifrado el genoma del erizo de mar morado. Ese fue el punto de inicio para la bióloga Esther Ullrich-Lüter. A partir de entonces, la bióloga evolucionista pudo elegir directamente la secuencia del gen típica de las células fotorreceptoras, que es responsable de la producción de una proteína en particular.

Anticuerpos de fluorescencia visible

Con este conocimiento, la investigadora colocó tejido de erizo de mar en una solución de anticuerpos. “Con la ayuda del tinte fluorescente se puede reconocer en el microscopio el lugar donde se ha adherido el anticuerpo: ahí donde se ve una luz roja, verde o amarilla", dijo la científica.

Después de que la investigadora encontró dónde están los fotorreceptores, pudo ver con ayuda del microscopio electrónico, las células fotorreceptoras también. Ningún investigador había logrado esto anteriormente, ya que las estructuras celulares de los fotorreceptores son mucho más finas de lo que los científicos esperaban.

Los erizos de mar ven con incontables piececillos

Lo que dificulta el estudio también, es que con el microscopio electrónico sólo se pueden realizar investigaciones locales en un espacio muy reducido. Esto significa que se debe saber de antemano dónde buscar. La bióloga tuvo finalmente éxito, al enfocarse en los miles de piececitos del erizo, con los que los animales se aferran a las rocas.

Estos pies se extienden alrededor de la superficie del cuerpo redondo del erizo de mar y cada extremidad tiene dos grupos de fotorreceptores. Un grupo se sienta afuera, en las ventosas de los pies, el otro se encuentra directamente sobre el esqueleto, que está muy cerca del cuerpo del animal. A partir de esta observación, la bióloga concluyó que las células sensoriales tienen funciones diferentes.

Oscurecimiento permite una visión direccional

Las células cerca del cuerpo son las encargadas de mostrar una dirección, explica la investigadora Ullrich-Lüter: "por medio del balanceo del esqueleto, los animales pueden oscurecer los fotorreceptores, esa la condición para una visión direccional”. Una célula fotorreceptora en un espacio libre podría reconocer si la luz esta encendida o apagada, pero no podría captar de dónde viene la luz.

Para determinar cómo funciona el oscurecimiento, la investigadora utilizó una micro tomografía computarizada. Este funciona, en principio, como la radiografía tomográfica computarizada, que se usa en la medicina, sólo que todo es mucho más pequeño. Gracias a este aparato, la investigadora pudo reconocer exactamente el ángulo de oscurecimiento de las áreas donde se encuentran las células sensoriales, que en los adultos puede ser de hasta 272 grados.

Los erizos bebés, en cambio, no pueden identificar de dónde viene la luz, debido a que su esqueleto todavía no esta completamente formado, explica Ullrich-Lüter. A través de esta observación se pudo demostrar que las células cercanas al cuerpo son las encargadas del movimiento direccional de los animales hacia la oscuridad.

Un sistema nervioso complejo combina estímulos sensoriales

Un erizo de mar tiene alrededor de 1.500 pies. Todos ellos le ayudan a calcular la dirección de donde proviene la luz del Sol. La investigadora llama a esto “efecto de ojo complejo”, ya que toda la información es recabada por un sistema nervioso de gran alcance.

"El animal esta prácticamente lleno de nervios", explica la científica. Por eso, se había pensado por largo tiempo que la reacción del animal a los estímulos lumínicos era controlada en forma difusa y refleja en zonas determinadas de la piel. “Pero se ha confirmado que este sistema nervioso implica un alto grado de complejidad."

Ahora se sabe que la conducción del animal se organiza centralmente, lo cual se puede demostrar: cuando ciertos nervios se mutilan, entonces ciertas funciones dejan de trabajar. Por ejemplo, algunos pies dejan de caminar.

La científica supone que el animal puede incluso reconocer difusamente un esquema-claro-oscuro. Otros científicos demostraron en un experimento, con erizos de mar en un estanque, que éstos podían reconocer discos oscuros de cierto tamaño. Esto hace suponer que los erizos pueden reconocer realmente hasta cierto grado los claros-oscuros. “Aunque esta percepción no tiene que ver con la forma en que los vertebrados visualizan una imagen”, aclara la bióloga.

En el estudio trabajaron de forma conjunta además de la Universidad de Bonn, investigadores del Centro Internacional de Biología Marina Molecular de la Universidad de Bergen, Noruega, la Estación Zoológica Anton Dohrn de Nápoles, Italia, y el Centro Sven Loven de Ciencias Marinas de la Universidad de Gotemburgo, Suecia.

Autor: Fabian Schmidt, Patricia Vera-Camacho

Editor: Emilia Rojas Sasse