¿Por qué parpadeamos? La respuesta de la ciencia evolutiva
Hace 400 millones de años, algunos peces salieron del agua para pasar a arrastrarse por tierra firme. A partir de un estudio de estos antepasados humanos, se pudo responder cómo y por qué nuestra especie desarrolló este reflejo.
Una vista ampliada del ojo humano muestra la pupila, el iris que la rodea y los capilares de la superficie del globo ocular. Se sabe desde hace tiempo que las personas parpadean para mantener los ojos húmedos y protegidos, pero se desconoce cómo ha evolucionado este fenómeno. Un nuevo estudio sobre un pez anfibio llamado saltamontes ofrece pistas.
Para cuando hayas terminado de leer esta frase, habrás parpadeado al menos una vez. Los humanos parpadeamos entre 15 y 20 veces por minuto, un movimiento casi inconsciente del párpado superior que mantiene los ojos limpios, húmedos y protegidos. Es un reflejo que comparten casi todos los vertebrados terrestres con extremidades (lo que los científicos llaman tetrápodos) y que está casi totalmente ausente en animales acuáticos como los peces, sus antepasados.
Un equipo de biólogos evolutivos se propuso descubrir cómo y por qué evolucionó el parpadeo. Dado que los peces empezaron a arrastrarse por tierra hace casi 400 millones de años, estudiar el proceso en acción, tal y como nació, es imposible. Además, los ojos, músculos y otras partes blandas no suelen sobrevivir en los registros fósiles.
Así que los investigadores recurrieron a los saltadores del fango (también llamados salta fangos del Atlántico o saltamontes), un grupo de peces anfibios que viven en las marismas de África y Asia y que desarrollaron el parpadeo independientemente de los tetrápodos.
Los científicos estudiaron el saltafango atlántico, P. barbarus (visto en la imagen superior en el Acuario del Pacífico de California).
Un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences revela que tanto los peces que no parpadean como los saltafangos siempre han tenido los músculos necesarios para parpadear. Esto significa que la transición de nuestros antepasados tetrápodos a la tierra seca (y la necesidad de ver bien) fue probablemente lo que impulsó el fenómeno del parpadeo.
El hecho de que los peces actuales tengan los músculos necesarios para parpadear "nos ha aportado una nueva perspectiva sobre algunos de los requisitos para ver realmente en tierra firme", afirma Sandy Kawano, bióloga evolutiva de la Universidad George Washington de Estados Unidos, quien no participó en el estudio.
"Esto sugiere que no hay un obstáculo tan grande para que los peces puedan ver con eficacia en tierra".
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Peces fuera del agua
Durante sus primeros miles de millones de años, la vida en la Tierra fue un asunto acuático. Sin embargo, hace unos 375 millones de años, unos pocos peces salieron del océano y se adentraron en tierra firme. Este nuevo mundo lleno de alimento potencial y ausencia de depredadores prometía oportunidades casi ilimitadas, pero solo si los tetrápodos podían verlas.
"Si sus ojos estaban diseñados para vivir bajo el agua, una vez en tierra, las cosas habrían sido muy borrosas. Habrían sido básicamente miopes", explica Kawano.
También habrían sufrido sequedad ocular crónica, ya que la córnea necesita estar húmeda para proteger y oxigenar el ojo. Los animales también necesitaban una forma de eliminar los desechos y proteger sus delicados ojos. Por eso, casi todos los tetrápodos parpadean.
Una especie no identificada de saltamontes macho se lanza para atraer a las hembras durante la época de reproducción en Kuwait.
En un abrir y cerrar de ojos
Para entender cómo evolucionó el parpadeo, los autores Tom Stewart, de la Universidad Estatal de Pensilvania, Brett Aiello, de la Universidad de Seton Hill, y Neil Shubin, de la Universidad de Chicago, se asociaron con el ingeniero Simon Sponberg, de Georgia Tech, para estudiar dos especies de peces del fango: saltafango atlántico (Periophthalmus barbarus) y Periophthalmodon septemradiatus.
Las grabaciones de video a alta velocidad de los saltafangos parpadeantes en el laboratorio revelaron que los peces "caminantes" logran esta hazaña metiendo el globo ocular en su órbita para permitir que la piel se cierre a su alrededor.
Las imágenes de tomografía computerizada de la musculatura de los peces del fango, en particular alrededor del cráneo, identificaron los seis músculos necesarios para retraer el ojo, músculos que compartían con otra especie estudiada, el gobio redondo (Neogobius melanostomus), estrechamente emparentado pero totalmente acuático.
Una cámara de humedad construida a medida mostró que ambos saltafangos parpadeaban con más frecuencia en aire más seco. Cuando los investigadores aplicaron pequeñas partículas a los ojos de estos peces, el 97% de ellas se eliminaron de la córnea con un solo parpadeo. Y cuando los científicos utilizaron una pequeña sonda para tocar el ojo, descubrieron que los saltafangos parpadeaban por reflejo, igual que los tetrápodos. Esto significa que el parpadeo cumple la misma función en los peces del fango que en las personas.
"Esto demuestra que se pueden tener comportamientos totalmente terrestres con solo una retracción y un simple pliegue de piel alrededor del ojo. No es necesario tener algo tan elaborado o complicado estructuralmente como nuestros propios ojos", afirma Aiello.
'Métodos potentes sobre la evolución del parpadeo
Bruno Simões, zoólogo de la Universidad de Plymouth (Reino Unido), califica el trabajo de "muy, muy interesante" y elogia sus "elegantes métodos" para identificar por qué y cómo surgió el parpadeo.
"Utilizaron métodos muy potentes para comprobar, paso a paso, por qué estos animales desarrollaron un sistema de parpadeo", afirma Simões.
Kawano se hace eco de la admiración de Simões y afirma que la elección de un modelo de saltador de fango fue especialmente acertada. "No son nuestros antepasados y, sin embargo, vemos paralelismos entre lo que hacen los saltadores del fango y lo que hacen algunos tetrápodos".
Stewart y Aiello advierten que ésta no es la explicación definitiva sobre la evolución del parpadeo. El hecho de que el parpadeo evolucionara de una manera en los saltafangos no significa que fuera lo que ocurrió en los tetrápodos, advierte Stewart. Sin embargo, ofrece a los paleontólogos un punto de partida para buscar pruebas de parpadeo en el registro fósil.
"La evolución convergente (la evolución independiente de rasgos similares en linajes diferentes) ofrece a los biólogos una forma muy interesante de entender cómo funciona la evolución", cierra Aiello.
