Una nueva base de datos de imágenes podría ayudar a explicar la evolución del ojo humano

El ojo humano es una increíble pieza de maquinaria. Puede distinguir unos diez millones de colores gracias a las notables células de varilla y cono sensibles a la luz que pueblan la parte posterior del ojo.

Estas células dividen cuidadosamente el proceso de la visión. Las varillas, unos 90 millones de ellas, tienen una sensibilidad máxima a la luz rojiza y funcionan mejor con poca luz, proporcionando nuestra visión nocturna.

Los conos, por otro lado, unos 5 millones de ellos, vienen en tres tipos. Estos son sensibles a longitudes de onda largas (es decir, rojo), longitudes de onda medias (verde) y longitudes de onda cortas (azul), lo que produce una visión del color. Se denominan conos L, M y S respectivamente.

Pero aquí está el rompecabezas: los conos S son raros y representan menos del 10 por ciento del total. Los conos L y M son mucho más comunes, pero su proporción puede variar drásticamente. Las personas con visión de color normal pueden tener relaciones L: M de entre 1: 4 y 15: 1.

(Otros primates tienen diferentes proporciones, aunque la proporción en los monos del nuevo mundo es similar a la nuestra).

La pregunta que deja a los biólogos rascándose la cabeza es por qué.

Una idea es que esta distribución de los tipos de células cónicas es el resultado de una adaptación al entorno en el que evolucionó el ojo humano.

Entonces, si podemos averiguar cómo era ese entorno, podríamos manejar las fuerzas que dieron forma a nuestro sistema visual.

Hoy, Gasper Tkacik de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia y varios amigos revelan un enfoque interesante para resolver este problema. Su idea es encontrar un lugar como aquél en el que evolucionaron los humanos y medir las condiciones de iluminación que se encuentran allí.

Y al comparar una muestra lo suficientemente grande con mediciones de otros lugares, debería ser posible averiguar cómo y por qué evolucionó el ojo humano con sus curiosas proporciones de tipos de células cónicas.

Entonces, dónde mirar. La opinión generalizada es que los humanos se separaron de otros homínidos hace unos 3 millones de años en África. Un lugar que se cree representativo de las condiciones que existían entonces es el delta del Okavango en Botswana, donde el río Okavanga desemboca en un pantano al borde del desierto de Kalahari que forma el delta fluvial interior más grande del mundo. (La mayor parte del agua se evapora).

Si los humanos evolucionaron en condiciones como esta, entonces es posible que las condiciones de iluminación nos den una pista sobre misterios como la proporción de las células de los conos.

Así que Tkacik y sus amigos viajaron a Botswana y tomaron 5000 imágenes de seis megapíxeles del área utilizando una SLR digital Nikon D70. luego los calibraron cuidadosamente para capturar con precisión las estadísticas de la luz que llega a los sensores de la cámara y ponerlos todos en la web.

Hoy, describen las diversas formas en que han construido esta base de datos y anuncian que está disponible públicamente bajo una licencia creative commons para la investigación en visión por computadora, la psicofísica de la percepción y la neurociencia visual. La imagen de arriba es un ejemplo.

La idea es que comparar las estadísticas asociadas con estas imágenes con las de otras áreas producirá una idea de la evolución del sistema visual.

Por supuesto, existe otra posibilidad. Que las características peculiares del ojo humano son el resultado de un incidente mucho más dramático, como la erupción del supervolcán Toba hace 70.000 años, que puede haber reducido la población humana mundial a menos de 15.000. Se cree que otros cuellos de botella en otros momentos han reducido el número de seres humanos a menos de 2000.

Quizás el sistema visual humano esté optimizado para sobrevivir durante una de estas catástrofes. Encontrar estas condiciones de iluminación en la Tierra hoy podría ser significativamente más difícil.

Cualquiera sea la causa, las imágenes de Botswana son un primer paso interesante para redescubrir las condiciones en las que evolucionamos y descubrir por qué somos lo que somos.

Ref: arxiv.org/abs/1102.0817 : Imágenes naturales del lugar de nacimiento del ojo humano

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