Las libélulas ven el rojo como los humanos, pero un cambio en una sola posición de cierta proteína (la 292) podría revolucionar la oftalmología
CIENCIAS DE LA VIDA / ENTOMOLOGÍA / CIENCIAS DE LA SALUD / OFTALMOLOGÍA.
Un pequeño detalle en una proteína visual conecta la biología de insectos y humanos con posibles aplicaciones médicas que aún están por explorar.
Fuente: ChatGPT.
Las libélulas llevan millones de años volando con una precisión asombrosa, cazando en el aire y reconociendo a sus parejas en pleno vuelo. Esa capacidad visual, aparentemente cotidiana, esconde mecanismos biológicos mucho más complejos de lo que parece. En particular, su relación con la luz roja ha llamado la atención de los científicos por una razón muy concreta: su forma de percibirla se acerca sorprendentemente a la de los humanos.
Un estudio reciente liderado por investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka ha explorado en profundidad este fenómeno. El trabajo no solo analiza cómo ven las libélulas, sino que desciende hasta el nivel molecular para entender qué ocurre dentro de sus proteínas visuales. Lo interesante no es solo la similitud con nuestra visión, sino lo que esa coincidencia puede significar en términos evolutivos y tecnológicos.
Cómo funciona la visión del color en animales.
Para entender el hallazgo, primero hay que detenerse en cómo funciona la visión. Los colores no existen como tal en la naturaleza, sino que son interpretaciones del cerebro a partir de distintas longitudes de onda de la luz. En humanos, esta tarea depende de unas proteínas llamadas opsinas, que reaccionan a diferentes partes del espectro visible.
Cada opsina está especializada en un rango concreto. En nuestro caso, hay tres tipos principales: sensibles al azul, al verde y al rojo, lo que permite construir toda la gama de colores. Este sistema, aunque parece simple, es el resultado de una larga evolución biológica.
En muchos animales, sin embargo, este sistema varía. Algunos ven más colores que nosotros, mientras que otros perciben menos. Las libélulas, en particular, destacan por tener una visión extremadamente sofisticada, con múltiples tipos de opsinas que amplían su capacidad para detectar distintas longitudes de onda.
Comparación de cómo la proteína responde a distintas longitudes de onda de la luz. Fuente: Cellular and Molecular Life Sciences.
Una visión que va más allá del rojo.
El estudio muestra que las libélulas no solo perciben el rojo, sino que lo hacen de una forma especialmente avanzada. Sus proteínas visuales pueden responder a longitudes de onda más largas que las habituales en muchos otros insectos, acercándose incluso al infrarrojo cercano.
En concreto, los investigadores identificaron una opsina con un máximo de absorción en torno a los 580 nanómetros. Este valor sitúa su sensibilidad claramente dentro del rango del rojo, pero con capacidad de extenderse más allá en determinadas condiciones .
Además, en experimentos de laboratorio, lograron modificar esta proteína para que respondiera a luz de hasta 738 nanómetros. Esto es especialmente relevante porque esa región del espectro penetra mejor en tejidos biológicos, algo clave para aplicaciones médicas. Según el propio artículo, “confirmamos que el opsina modificada cercana al infrarrojo puede inducir respuestas celulares en respuesta a luz cercana al infrarrojo”.
El papel clave de una sola posición en la proteína.
Aquí aparece el núcleo del descubrimiento. Dentro de la opsina, cada aminoácido ocupa una posición específica, como si fuera una pieza en una cadena. Cambiar uno de esos elementos puede alterar por completo el comportamiento de la proteína.
Los investigadores encontraron que una posición concreta, la 292, es determinante. Esa pequeña región controla en gran medida cómo la proteína responde a la luz. Al modificar el aminoácido en ese punto, la sensibilidad cambia de forma notable.
El propio estudio lo resume de forma clara: “la posición 292 es responsable del desplazamiento hacia el rojo”. Esto significa que una variación en esa posición puede hacer que la proteína detecte longitudes de onda más largas.
Este mecanismo no es exclusivo de las libélulas. Curiosamente, ocurre algo muy similar en los humanos, lo que sugiere un caso de evolución paralela. Es decir, especies muy distintas han llegado a soluciones biológicas parecidas para resolver el mismo problema.
Diferencias de color entre machos y hembras detectables en el rojo. Fuente: Cellular and Molecular Life Sciences.
Evolución paralela: soluciones similares en especies distintas.
Uno de los aspectos más llamativos del trabajo es precisamente esa coincidencia. Las libélulas y los mamíferos han desarrollado mecanismos casi idénticos para percibir el rojo, pese a estar separados por millones de años de evolución.
El estudio lo destaca de forma explícita: “el mecanismo de ajuste espectral es compartido con el de las opsinas rojas de mamíferos, mostrando evolución paralela” . Esto implica que la naturaleza ha encontrado una solución eficaz y la ha repetido en distintos linajes.
Este tipo de convergencia no es raro en biología, pero aquí resulta especialmente claro. La misma “pieza” molecular, en la misma posición, produce efectos similares en organismos muy diferentes.
Además, en algunas especies de libélulas, ese sistema se ha llevado aún más lejos. La sustitución de ciertos aminoácidos permite empujar la sensibilidad hacia longitudes de onda todavía mayores, acercándose al infrarrojo.
- Te puede interesar: Cynthia Longfield: la apasionante vida de "Madame Libélula".
De la biología a la medicina.
Más allá de la curiosidad científica, el hallazgo tiene implicaciones prácticas. La capacidad de detectar luz en el rango del infrarrojo cercano es especialmente valiosa en medicina, porque permite trabajar en tejidos profundos sin procedimientos invasivos.
Aquí entra en juego la optogenética, una técnica que utiliza proteínas sensibles a la luz para controlar la actividad celular. Cuanto más profunda puede penetrar la luz, más útil resulta esta herramienta.
El estudio demuestra que las opsinas de libélula pueden adaptarse para este fin. Las células modificadas con estas proteínas responden a luz que normalmente no sería eficaz en sistemas biológicos, lo que abre nuevas posibilidades.
Como señalan los autores, “estos hallazgos demuestran esta opsina como una herramienta optogenética prometedora capaz de detectar luz incluso en lo profundo de organismos vivos”.
Una ventaja también en la naturaleza.
El trabajo no se limita al laboratorio. También explora cómo esta capacidad visual beneficia a las libélulas en su entorno natural. En particular, su sensibilidad al rojo podría ayudarles a distinguir mejor entre machos y hembras.
Los datos muestran diferencias en la reflectancia del cuerpo entre sexos. Estas variaciones son más evidentes en longitudes de onda largas, precisamente las que estas libélulas detectan mejor.
Esto sugiere que su visión no solo es avanzada, sino también adaptativa. Les permite tomar decisiones rápidas en vuelo, algo crucial para la reproducción y la supervivencia.
Por: Eugenio M. Fernández Aguilar. Físico, escritor y divulgador científico.
Sitio Fuente: MuyInteresante