Written by Nancy Miorelli

Los ojos son estructuras notables que han evolucionado de forma independiente al menos tres veces. La ventaja más obvia de los ojos es que nos ayudan a entender el mundo que nos rodea absorbiendo lo que son esencialmente datos, que nuestros cerebros decodifican para decirnos que viene un autobús y para quitarnos del camino.

Bueno, lo que pasa con la evolución es que no tiene que funcionar a la perfección, solo que es lo suficientemente bueno, como tu estudiante C perfectamente promedio. Nilsson resume muy bien la eficacia general y las modificaciones posteriores en el ojo compuesto.

Es solo una pequeña exageración decir que la evolución parece estar luchando una batalla desesperada para mejorar un diseño básicamente desastroso.

Nilsson 1989

Por lo tanto, el beneficio que el ojo compuesto le da a la mosca es que la mosca puede ver. Le hace saber a la mosca si algo viene hacia ella, dónde está posicionada en su entorno, qué hay allí, y le dice a la mosca que se está moviendo en relación con otras cosas.

Pero asumo que eso no es *realmente * lo que la pregunta está haciendo. Así que vamos a sacar un par de cosas del camino antes de hablar de lo que hacen los ojos compuestos y algunas modificaciones que las moscas les han hecho a lo largo de los años.

1. La evolución no es exigente sobre cómo se hacen las cosas. Así que los órganos que detectan la luz aparecen y se quedan porque los organismos que los tienen generalmente están menos muertos que las cosas que no.
2. Eso es, por supuesto, si el organismo necesita ver. Los ojos suelen ser las primeras cosas que desaparecen si vives en cuevas. O si eres un gusano mosca que invierte sus primeros días en la cara primero comiendo cadáveres podridos.
   

   Soy un gusano y nada más que un sistema digestivo que respira.
   PC: CedricDW (CC by SA 3.0)

3. No solo las moscas tienen ojos compuestos. Todos los insectos que tienen ojos tienen ojos compuestos. Muchos insectos engañan y tienen receptores de detección de luz simples y ojos compuestos.
   

   Esta mosca Dobson tiene ojos compuestos y ocelos. (Neuroptera: Corydalidae)
   PC: Nancy Miorelli

4. Hay alrededor de 150.000 especies de moscas verdaderas descritas (Diptera) con un número total estimado de especies de moscas en torno a 240.000. Por lo tanto, esto va a ser muy generalizado y no abarca en absoluto a todos los organismos.

Así que hablemos sobre el ojo compuesto y cómo los insectos y las moscas específicamente lo han adaptado para satisfacer necesidades específicas.

El ojo compuesto no se parece en nada al ojo humano. Tenemos dos globos oculares y en cada uno tenemos una lente que enfoca la imagen en nuestra retina. Los conos nos ayudan a ver el color y las varillas nos ayudan a ver en la oscuridad. El nervio óptico es el cable que va desde el globo ocular, el centro de datos, hasta nuestro cerebro, el intérprete. Es difícil hablar de cuál es la resolución del ojo humano en realidad por muchas razones (que Vsauce explica a continuación). Básicamente, la resolución es bastante buena y, considerando todas las cosas, no requiere mucho espacio físico para producir.

El ojo compuesto está compuesto por muchos «omatidios», las unidades básicas de las que está compuesto el ojo de insecto. Cada uno es como un globo ocular en el hecho de que tiene una lente que enfoca la luz y tiene pigmentos (opsinas) para detectar el color. Una ventaja de este sistema es que la imagen se proyecta en cada omátido con el lado derecho hacia arriba, a diferencia de nuestros ojos. Los insectos con ojos grandes y globulares prácticamente tienen una vista panorámica del mundo de 360 grados y no tienen que girar la cabeza para tener una idea de su entorno. Esta configuración, para la mayoría de los insectos, elimina los puntos ciegos obvios y es parte de la razón por la que las moscas pueden verte venir y esquivar tus intentos fallidos de aplastar.

Las moscas Mejoran un Sistema Defectuoso

La resolución del ojo compuesto se logra de diferentes maneras.

1. Simplemente puede agregar más unidades. Eso es básicamente lo que hizo la libélula con los más de 30.000 omatidios que tiene. Algunos insectos subterráneos solo tienen 20.
2. Puedes hacer unidades más grandes.
3. Puede modificar sus unidades. Esto se ha hecho en unos pocos grupos y definitivamente hay algunas compensaciones.

Las moscas que dependen en gran medida de su visión, en su mayor parte, han aprovechado todas las opciones. Las moscas domésticas (Musca domestica) tienen una cantidad moderada de omatidios, pero los machos tienen más omatidios (~3.500) que las hembras (~3.400) y ojos más grandes, lo que sugiere que la visión juega un papel importante en la determinación de la pareja. De hecho, este patrón se ve fácilmente en otras dos familias de moscas, las Moscas de la Carne (Sarcophagidae) y las Moscas Sopladoras (Calliophoridae). Las moscas domésticas estaban en el extremo inferior del espectro con algunas Limas de Soplado que se acercaban a las ~5,500 Abejas de Miel de omatidia. Si bien no son los 30.000 que tienen las Libélulas, cada omatidio de una Mosca Doméstica, de Carne o de Soplo es más grande que el de una libélula. Además, todavía tienen mucho más que las 2.000 cucarachas estadounidenses y las 800 que tiene Drosophila. Así que lo llamaremos un buen término medio.

Todas las moscas tienen rabdomia en cada omatidio. Esto es básicamente lo que hace el » ver » en un insecto. La luz se enfoca a través de la lente hacia el rabdom y se estimulan los fotopigmentos. En la mayoría de los ojos de los insectos, cada omatidio actúa como un solo «píxel» que el insecto puede ver. Si bien en realidad no es un «píxel», para simplificar, funciona como una analogía bastante buena. Las moscas verdaderas (el orden Diptera) tienen su rabino dividido en siete partes. Es un sistema bastante complicado, pero básicamente las moscas pueden aumentar su resolución en un factor de 7 sin aumentar el tamaño de sus ojos.

El punto de partida es que los ojos compuestos son un mal diseño para la resolución porque para obtener más, tienes que ocupar mucho espacio. Y el espacio no es una mercancía en un animal pequeño como un insecto, por lo que los insectos tienen que ser astutos.

Líneas de visión

Los insectos no pueden enfocar objetos cambiando la forma de su lente o la posición de su lente, por lo que tienen que moverse más cerca o más lejos para ver las cosas con claridad. Sacrifican la percepción de profundidad y la capacidad de enfocarse para ver muchas cosas (visión gran angular) y percibir el contraste. Por lo tanto, algo llamado agudeza visual es muy importante. Básicamente, cuanto mayor es su agudeza visual, más detalles puede ver el insecto en un objeto. Obviamente, cuanto más detalle puedas ver, mejor. Algunos insectos están en los límites máximos de su resolución, por lo que tienen otros trucos ingeniosos bajo la manga. Aquí es donde entran las líneas de visión.

Algunos insectos necesitan una gran agudeza visual para aparearse o para atrapar presas. Por lo tanto, ciertas áreas de sus ojos se asignan para ver las cosas con mayor agudeza, al tiempo que sacrifican la calidad de imagen de otras partes de sus ojos. Las libélulas tienen una gran agudeza visual en la parte superior y media de sus ojos. Esto les ayuda a arrebatar a sus presas. Las moscas macho, además de tener ojos más grandes, tienen zonas de agudeza más especializadas que sus contrapartes femeninas. Una mosca voladora en particular (Syritta pipiens) puede ver a la hembra a una distancia donde ella no puede verlo. Literalmente la acecha. Las moscas no son conocidas por ser románticas.

La visión es el Arte de Ver lo que es Invisible para los Demás ~Johnathon Swift

Los humanos son bastante buenos viendo colores. Podemos ver unos 10 millones de colores diferentes con tres tipos de conos. Los insectos y crustáceos usan opsinas para detectar la luz. Los camarones mantis tienen 16 opsins y anteriormente se pensaba que tenían el récord mundial, pudiendo ver billones de colores, hasta que algunas libélulas se toparon. Se encontró que ciertas especies de libélulas tenían más de 30 opsinas, pero no estamos seguros de su capacidad específica para distinguir colores. Utilizando el camarón mantis, se están reconsiderando las capacidades de diferenciación de color del ojo compuesto. La gran pregunta aquí es, » ¿por qué es importante ver todos estos colores diferentes?”. En ambos casos, estos animales son depredadores rápidos y necesitan ser capaces de distinguir las cosas comestibles de las no comestibles. La discreción de color rápida es importante, pero tal vez determinar la diferencia entre #75D1FF y #83D6FF no lo es. De hecho, si estos dos no fueron etiquetados, y se le mostró uno a la vez, ¿podría notar la diferencia? Técnicamente, tus ojos pueden, pero tu cerebro no, especialmente si no tienes palabras para describir los diferentes colores.

Bien, por lo que algunos ojos compuestos pueden (probablemente) distinguir más colores que nosotros, pero muchos insectos son ciegos a la luz roja y naranja. Sin embargo, los insectos pueden ver la luz UV mientras que nosotros no. Su resolución puede ser peor que la nuestra, pero pueden ver longitudes de onda UV dañinas y dañinas. Esto es utilizado por los polinizadores (¡muchos de los cuales son polinizadores como moscas voladoras!) para navegar hacia las flores y para señales de apareamiento complejas, pero también puede llevarlas a su muerte. Los insectos también pueden ver la luz polarizada, y muchos la usan para navegar y aparearse.

Visión nocturna

Los insectos que son completamente nocturnos modificaron la estructura del ojo compuesto. Normalmente, el interior del omatidio está revestido de células pigmentarias. Esto evita que la luz se filtre en la ommatida adyacente. Por lo general, esto es bueno porque la mayor cantidad de luz que inunda hace que su resolución caiga por los tubos. Pero los insectos voladores nocturnos no tienen estas células pigmentarias, por lo que la luz inunda los omatidios, lo que les permite percibir más por la noche, pero con una resolución más baja. Además, mientras que el rabdom generalmente se encuentra justo debajo de las estructuras en un omitidio en insectos voladores de día, en insectos voladores de noche el rabdom está desconectado y separado por una zona clara. Esto permite que la luz de los omatidios adyacentes estimule un rabino para crear una mejor imagen.

Muchos pequeños mosquitos y mosquitos son crepusculares, lo que significa que vuelan al amanecer y al atardecer, pero las moscas generalmente tienen modificaciones en los ojos para juguetear a la luz del sol. Normalmente no tendrían suerte de ver una vez que el sol se sumergiera bajo el horizonte, pero las moscas tienen ese rabbom dividido en 7 direcciones. Esto les ayuda a volar en condiciones de poca luz porque las 7 partes del rabdom están separadas y actúan de manera similar a los rabdom, separados de los omatidios por la zona clara. Específicamente para mosquitos y mosquitos, les da unos 15 minutos adicionales antes del amanecer y después de la puesta del sol. Esto no parece mucho para nosotros, pero les da una pequeña ventana para pulular, aparearse y alimentarse sin ser increíblemente visibles para los depredadores.

Algunas modificaciones extrañas

Más a menudo vistas en libélulas (pero algunas moscas también tienen esto), la parte superior del ojo es de un color más oscuro que el resto del ojo. Esto se ha sugerido que actúa como un par de gafas de sol y protege sus ojos de la luz solar directa. También se ha sugerido para libélulas y búhos, que esta mancha oscura ayuda al insecto a ver presas volando contra el cielo azul.

Tomando prestadas las gafas de sol de Kanye West:

Muchas moscas tienen patrones de colores locos en sus ojos. No estamos seguros del propósito exacto. Para algunos puede jugar un papel en el apareamiento. Las moscas de caballo (Tabanidae) probablemente lo usan como un filtro de color conveniente. Las moscas de caballo se alimentan de sangre y las cosas que atacan son grandes, voluminosas, alimentadoras de hierba que generalmente están rodeadas de mucha vegetación. Al tener ojos verdes, las moscas de caballo se ponen gafas verdes que hacen que el fondo parezca gris y que sus huéspedes se destaquen del fondo.

Guárdalo, Si es Sexy:

A veces a la evolución no le importa si puedes ver y solo es importante lo sexy que eres. Eso es lo que le pasó a la mosca con ojos de tallo. Los tallos escandalosos que los machos llevan a su alrededor obstaculizan sus capacidades de vuelo, pero aún pueden ver relativamente bien.

TL;Los ojos compuestos DR

no son realmente los mejores porque es difícil compensar la baja resolución. Sin embargo, los insectos y las moscas específicamente tienen algunos trucos bastante ingeniosos para compensar. Los ojos compuestos realmente no permiten que los insectos vean la luz roja o naranja, pero los insectos pueden ver bien dentro del rango UV e incluso usar luz polarizada para navegar.

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