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La magia de la pupila de los animales, una óptica de precisión

Ciencia y tecnología
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Las pupilas de los animales pueden tener diversas formas: redondas o alargadas, horizontales o verticales, pequeñas o grandes… Cada forma tiene ventajas y desventajas a la hora de alimentarse y de sobrevivir.

Por: Abel G.M.
PERIODISTA ESPECIALIZADO EN HISTORIA, PALEONTOLOGÍA Y VIAJES

La naturaleza ha equipado a cada especie con las mejores herramientas para vivir; y para un gran número de animales, la vista es un sentido fundamental. Pero la razón es distinta según la especie: algunas necesitan cazar y otras escapar, algunas hacen vida nocturna y otras diurna. Para adaptarse a estas situaciones, la pupila – la parte del ojo encargada de regular la entrada de luz a la retina – puede adoptar muchas formas distintas.

Algunos animales tienen pupilas grandes y otros pequeñas; algunos la tienen redonda y otros alargada y, en este último caso, puede ser vertical o horizontal. Cada una de estas formas proporciona diferentes ventajas e inconvenientes y, en algunos casos, lo que podría ser un inconveniente se convierte en una ventaja. Entre otras cosas, la pupila nos da pistas sobre si un animal es un cazador o una presa y, respectivamente, cuáles son sus presas o depredadores.

Los animales que cazan tanto de día como de noche, como los gatos, pueden ajustar la amplitud de su pupila en función de las condiciones de luz.

LA FORMA DE LA PUPILA DETERMINA CÓMO SE VE EL MUNDO
Conviene hablar, en primer lugar, de qué efectos tiene en la visión la forma y tamaño de la pupila. Por un lado, el tamaño determina la cantidad de luz que entra en la retina: las pupilas grandes captan más luz y, por lo tanto, son más adecuadas para ver en la oscuridad. Es por ese motivo que los animales nocturnos – o parcialmente nocturnos – suelen tener pupilas de mayor tamaño o son capaces de regular su tamaño: un ejemplo típico son los gatos, cuyas pupilas se dilatan durante la noche, mientras que durante el día se contraen ya que hay luz de sobra.

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Por otra parte, la forma determina dos cosas: el campo visual y la profundidad de campo. El primer término hace referencia a la amplitud de nuestra visión, es decir, cuánto espacio podemos ver sin necesidad de mover la cabeza: por ejemplo, en el caso de los humanos el campo visual es de 180º, por lo que podemos ver la mitad de lo que nos rodea (aunque el espacio que podemos reconocer con claridad se limita a los 60º frontales). En el caso de los animales con una pupila alargada, su campo visual está limitado: los que tienen la pupila horizontal tienen el campo visual limitado por arriba, mientras los que la tienen vertical tienen el campo limitado a los lados.

Los animales que están activos tanto de día como de noche pueden reducir o ampliar el tamaño de sus pupilas hasta fracciones que llegan a 1/300.

La profundidad de campo se refiere a la nitidez con la que vemos las cosas a cierta distancia: a más profundidad, más longitud abarca el enfoque el ojo; y con una profundidad reducida solo se ve enfocado lo que está situado a una distancia determinada del observador. Los animales con una pupila vertical ven con nitidez lo que está a una cierta distancia, mientras que lo que está más lejos o más cerca queda desenfocado: por hacer una comparación fotográfica, ven el mundo en modo macro, como una flor en primer plano que se ve nítida pero cuyo fondo queda desenfocado.

En la práctica, estas características están estrechamente ligadas al comportamiento del animal como presa o como depredador. Por norma general, los cazadores suelen tener pupilas redondas o alargadas en vertical, mientras que las presas suelen tenerlas alargadas en horizontal o redondas. Un grupo de investigadores de las universidades de California (EE.UU) y de Durham (Inglaterra), especialistas en los campos de la óptica y de la biofísica, publicaron en 2015 un estudio sobre las pupilas de más de 200 especies de animales terrestres y sacaron interesantes conclusiones sobre las razones de este patrón.

UNA PUPILA PARA CADA FUNCIÓN
En el caso de los depredadores, la forma depende de dos variables: su modo de caza y el tamaño de sus presas. Los animales que cazan en manada suelen tener pupilas redondas, mientras que los depredadores solitarios las tienen verticales – o adaptables, como los gatos – si se trata de cazadores de talla pequeña o mediana como zorros, y redondas si son predadores de mayor tamaño como los grandes félidos.

Los cazadores de tamaño pequeño o mediano, como los zorros, suelen tener pupilas verticales que les permiten identificar mejor a sus diminutas presas.

Esto es así por un buen motivo: tener poca profundidad de campo puede parecer un problema, pero significa que pueden enfocar mejor una presa pequeña y también calcular cuándo están suficientemente cerca, porque será entonces cuando verán a su objetivo de forma nítida. Este sistema es útil para los animales que cazan al acecho y necesitan calcular muy bien cuándo su presa está lo bastante cerca como para poder atraparla cuando se abalancen sobre ella. En cambio, los que cazan en manada no necesitan este sistema de medición porque su número les da ventaja.

El tamaño también influye: los depredadores de gran talla, como los grandes félidos, cazan presas lo bastante grandes como para poder distinguirlas bien a distancias largas sin necesidad de enfocar con tanta precisión como necesita hacerlo, por ejemplo, un zorro, cuyas presas son animales de pequeño tamaño que se mueven al nivel de la vegetación.

Los cazadores de gran tamaño pueden identificar a sus presas fácilmente, por lo que no necesitan las ventajas de una pupila vertical.

LAS FANTÁSTICAS PUPILAS DE LOS HERBÍVOROS
En el caso de las presas, tener una pupila redonda u horizontal depende de adónde deban estar atentos para evitar a sus cazadores. La pupila redonda es característica de los animales cuyos depredadores pueden venir de todas las direcciones: por ejemplo los conejos o roedores, que son cazados por otros mamíferos pero también por aves. En cambio, la pupila horizontal es propia de los animales cuyos únicos depredadores son terrestres, ya que no necesitan estar atentos a lo que pasa en el cielo. Además, el hecho de tener el campo visual cerrado por arriba reduce la luz del sol, que puede deslumbrarlos.

Los herbívoros de pupila horizontal cuentan, además, con otros mecanismos que mejoran aún más su capacidad para identificar posibles amenazas. El más característico es que, cuando la cabeza se mueve arriba y abajo al pastar, el globo ocular rota de manera que las pupilas se mantienen siempre en posición horizontal, de modo que nunca pierden de vista el horizonte y las posibles amenazas que vengan de él. Otro es la llamada corpora nigra, que poseen algunos animales como los equinos y algunos bóvidos: consiste en unas estructuras en forma de racimo en el iris que actúan como un filtro contra el deslumbramiento.

Los herbívoros suelen tener pupilas redondas o alargadas en horizontal, que les dan un campo visual amplio.

Finalmente, sus ojos acostumbran a estar situados a los lados de la cabeza, lo que les da un campo visual de casi 360º, por lo que pueden ver a los depredadores acercarse desde casi cualquier dirección.

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Pero de acuerdo con el propio estudio, estos patrones no siempre se cumplen, puesto que muchos animales herbívoros tienen pupilas circulares y ojos en posición frontal. Según los investigadores, su hipótesis debería limitarse a los animales que viven a ras de suelo y no son muy altos: los animales que ven desde una cierta altura necesitan tener un campo visual amplio para ver lo que pasa a la altura de sus ojos y a la vez a ras de suelo sin necesidad de mover los ojos o la cabeza. Es por esta razón que animales como las vacas, los simios y el propio ser humano tienen pupilas redondas.