¿Por qué los ojos de los renos son dorados en verano y azules en invierno?

Cuando Glen Jeffery se hizo por primera vez con un gran saco lleno de ojos de reno, ni siquiera los quería.

Jeffery es un neurocientífico de la Universidad de Londres que estudia la visión animal al que sus compañeros noruegos le han pedido que estudie los ojos de los renos. Querían saber como pueden hacer frente a la luz constante de un verano de tres meses y un invierno de tres meses de oscuridad perpetua. "Pensaba que era una idea tonta," decía Jeffery. Probablemente los animales se adaptarían al cambio de luz a través de un truco neurológico. Sus ojos no eran el sitio donde había que buscar.

Pero los noruegos persistieron y finalmente le mandaron un saco lleno de ojos, tomado de animales matados por pastores Sami. Los ojos se dividieron en dos grupos: uno de animales matados en verano y otro matados en invierno. Cuando Jeffery empezó a diseccionarlos, se dio cuenta que eran de distinto color.
En verano, los ojos de los renos son dorados. En invierno, se vuelven un azul profundo. "Era completamente inesperado," dice Jeffery.

Eso fue hace 13 años. Desde entonces, ha estado trabajando para entender los secretos tras los ojos camaleónicos, junto con Karl-Arne Stokkan de la Universidad de  Tromsø, entre otros.

La parte que cambia de color es el tapetum lucidum - una capa posterior a la retina que refleja la luz. Ayuda al animal a ver en poca luz, reflejando la poca que llegue a la retina, permitiendo a las células fotorreceptoras una segunda oportunidad para interceptar los fotones extraviados. El tapetum es la razón por la que a veces los ojos de los mamíferos brilla si los fotografías por la noche (ya que ves como refleja el flash de la cámara).

La mayoría de los mamíferos tienen un tapetum dorado, como los renos en verano. Así que, ¿por qué se vuelve azul en invierno? Después de años de disecciones y medidas, el equipo de Jeffrey cree tener la respuesta y empieza en la oscuridad.

Fuente: Alexandre Buisse

En la oscuridad, los músculos de tus iris se contraen para dilatar tus pupilas y permitir que entre más luz en tus ojos. Cuando aumenta la luz, el iris se ensancha y las pupilas se reducen. Lo mismo le pasa al reno, pero el interminable invierno ártico obliga a las pupilas a dilatarse por meses en vez de horas. Con el tiempo, este esfuerzo constante bloquea los pequeños vasos que drenan fluido de los ojos. La presión aumenta en los ojos y se empiezan a hinchar. "El animal se dirige al glaucoma," dice Jeffery.

Estos sucesos también cambian el tapetum. Esta capa está compuesta mayoritariamente de colágeno, una proteína cuyas largas fibras están dispuestas en filas ordenadas. Conforme aumenta la presión interna, se exprime el fluido entre las fibras de colágeno y estas se aprietan más. Con los espacios que suele haber normalmente, reflejan longitudes de onda amarillas. Cuando se presionan, reflejan longitudes de ondas azules.

En resumen, cuando el reno pasa meses en la oscuridad, sus pupilas permanentemente dilatadas producen una inflamación ocular, comprimiendo las fibras de su tapetum y cambiando el color de la luz que reflejan.

El equipo también piensa que esto hace sus ojos más sensibles. Examinaron varias retinas de reno, tanto las aisladas como en animales anestesiados, y descubrieron que las azules son al menos mil veces más sensibles a la luz que las doradas.

Jeffery explica que cuando la luz amarilla se refleja en el tapetum, la mayoría se refleja hacia afuera. La retina tiene una oportunidad más de interceptarla. Pero la luz azul se dispersa. "En vez de fotones rebotando de nuevo fuera del ojo, lo hacen en todas direcciones y son capturados, lo que incrementa la sensibilidad" dice Jeffery.

Pero otros científicos no están convencidos de su explicación. Dan-Eric Nilsson, un experto en visión de la Universidad de Lund, está emocionado con que la sensibilidad de los ojos de reno y el color de su tapetum cambie con la estaciones.  A ambos le interesa pero el último no entiende al primero.

Aquí su argumento: pongamos que la retina captura el 50% de la luz que entra en el ojo, y el tapetum refleja el resto. La retina captura la mitad de esos reflejos, captando con un 75% de la luz original que entró. Incluso si asumes que la retina es infinitamente ineficiente, lo más que puede hacer el tapetum es doblar la sensibilidad. Y el equipo de Jeffery descubrió que la retina se vuelve unas mil veces más sensible en invierno. "Han encontrado un fenómeno interesante, pero fallaron al explicarlo," dice Nilsson. Él sospecha que, en vez de eso, el reno cambia los niveles de pigmentos sensibles a la luz en su retina.

Trevor Lamb, otro experto ocular de la Universidad Nacional Australiana está de acuerdo. "No me sorprendería del todo si la retina consiguiera aumentar su sensibilidad durante el invierno a través de algunos cambios intra-retinales, claramente separados a los tapetales," dice, "pero es pura especulación por mi parte."

Pero el equipo de Jeffery tiene otra prueba para su hipótesis, una que mencionan brevemente en su nuevo artículo pero que se resumirá con más detalle en un artículo futuro. "Estamos a medio camino a través de este proyecto y todo fluye brillantemente, y hemos golpeado un muro," dice. "De repente hemos encontrado animales con tapetum verde."

Resulta que esos renos han sido comprados por pastores Sami y mantenidos en grandes manadas, donde podían ver las luces de sodio de la calle de ciudades cercanas. Sus pupilas se mantuvieron parcialmente dilatadas durante el invierno, la presión de sus ojos aumentó un poco, sus fibras de colágeno se estrujaron un poco y su tapetum se detuvo a mitad de camino de su transformación et voilà: tapetum verde.

Aún así podría ser que los cambios en los ojos fueran cambiando independientemente el color del tapetum y la sensibilidad de la retina. Necesitará más pruebas para relacionarlas, pero ambas observaciones por separados están bien. Como dice Nilsson, "No estoy al tanto de otros cambios estacionales en la óptica visual. En ese sentido, este es un descubrimiento novedoso y emocionante."

Fuente:  Not exactly rocket science

• Stokkan, Folkow, Dukes, Nevue, Hogg, Siefken, Dakin & Jeffery. 2013. Shifting mirrors: adaptive changes in retinal reflections to winter darkness in Arctic reindeer. Proc Roy Soc B http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2013.2451