Intenta aplastar una mosca y pronto verás que son más rápidas que tú. Mucho más rápidas. Pero, ¿cómo es posible que estas diminutas criaturas -con sus minúsculos cerebros- nos superen con tanta facilidad?
Probablemente te lo hayas planteado después de perseguir a una mosca por tu casa y agitar tu zapato con repetidos e infructuosos espadazos. ¿Cómo se mueve tan rápido? ¿Puede leer mi mente?
Esta fue la pregunta que se hizo el equipo de CrowdScience del Servicio Mundial de la BBC para nuestro episodio más reciente en el que se abordaron los aparentes superpoderes de los animales diminutos. La respuesta es que, en comparación con usted y conmigo, las moscas ven el mundo esencialmente a cámara lenta.
Para ilustrar esto, mira un reloj con una manecilla que hace tictac. Como humano, ves que el reloj hace tictac a una velocidad determinada. Sin embargo, para una tortuga, el tictac parece ir al doble de velocidad. Para la mayoría de las especies de moscas, cada tictac se arrastraría unas cuatro veces más despacio. En efecto, la velocidad del tiempo difiere según su especie.
Esto ocurre porque los animales ven el mundo que les rodea como un vídeo continuo. Pero, en realidad, reúnen las imágenes enviadas por los ojos al cerebro en distintos flashes un número determinado de veces por segundo. Los humanos tienen una media de 60 destellos por segundo, las tortugas 15 y las moscas 250.
Todo es relativo
La velocidad a la que esas imágenes son procesadas por el cerebro se llama «tasa de fusión de parpadeo». En general, cuanto más pequeña es la especie, más rápida es su tasa crítica de fusión de parpadeos, y las moscas, en particular, nos ponen en aprietos.
El profesor Roger Hardie, de la Universidad de Cambridge, investiga cómo funcionan los ojos de las moscas, y tiene un experimento para determinar su tasa de fusión de parpadeos.
«La tasa de fusión del parpadeo es simplemente la velocidad con la que una luz tiene que encenderse y apagarse antes de que se perciba o se vea como una luz continua», dice el profesor Hardie.
Roger inserta diminutos electrodos de vidrio en las células vivas sensibles a la luz de sus ojos -fotorreceptores- antes de hacer parpadear luces LED a velocidades cada vez más rápidas. Cada destello del LED produce una diminuta corriente eléctrica en los fotorreceptores que un ordenador puede graficar en una pantalla. Las pruebas revelan que la mosca más rápida registra respuestas distintas al parpadeo hasta 400 veces por segundo, más de seis veces más rápido que nuestro propio ritmo.
La visión más rápida de todas se encuentra en una especie llamada literalmente «mosca asesina». Se trata de una diminuta especie depredadora que se encuentra en Europa y que atrapa a otras moscas en el aire con reacciones superrápidas. En su «laboratorio de moscas» de la Universidad de Cambridge, la doctora Paloma Gonzales-Bellido demuestra el comportamiento de caza de las moscas asesinas liberando presas de moscas de la fruta en una caja de filmación especial con una mosca asesina hembra.
Paloma graba el comportamiento a 1.000 fotogramas por segundo utilizando cámaras de vídeo a cámara lenta con un buffer de grabación. El ordenador conectado guarda constantemente el vídeo, sobrescribiéndose cada doce segundos. Cuando la mosca se mueve, Paloma pulsa un botón para guardar permanentemente los últimos 12 segundos.
«Nuestro tiempo de reacción es tan lento que si lo paráramos cuando pensamos que está pasando algo, ya habría pasado», dice el doctor Gonzales-Bellido. Esencialmente, ni siquiera podemos pulsar un botón antes de que se produzca el comportamiento, es así de rápido.
Mosca contra mosca
Con las moscas asesinas y sus presas en la caja de filmación, inicialmente la mosca asesina se quedó inmóvil, pero cuando una de las moscas de la fruta voló unos 7 cm por encima de ella, hubo un destello de movimiento y, de repente, la mosca asesina estaba en el fondo de la caja mordiendo a la temblorosa mosca de la fruta.
Sólo al ver las imágenes ralentizadas en el ordenador quedó claro lo que ocurrió; la mosca asesina despegó, dio tres vueltas alrededor de la mosca de la fruta mientras intentaba agarrarla repetidamente, antes de conseguir capturar a la escurridiza mosca de la fruta con sus patas delanteras.
Todo el comportamiento, desde el despegue hasta el aterrizaje, duró apenas un segundo. A nuestros ojos aparece como un fogonazo, por lo que, por el contrario, la mano de un humano dando espadazos debe parecer a paso de tortuga.
Para permitir esta increíble velocidad de la mosca asesina, que es más rápida incluso que la de otras especies de moscas, las células que detectan la luz en los ojos de la mosca asesina contienen muchas más mitocondrias (las «baterías» de las células biológicas) que las presentes en las mismas células de otras moscas.
Estas son las baterías de la célula, por lo que la visión rápida debe consumir más energía que la visión lenta, lo que explica por qué todos los ojos no están simplemente ajustados a la mayor tasa de fusión de parpadeo.
La dieta carnívora de la mosca asesina proporciona las grandes cantidades de energía que necesita para alimentar estas células de alta energía. Pero incluso si tuviéramos el mismo número de mitocondrias en las células o en nuestros propios ojos, no tendríamos la misma velocidad de visión porque las células sensibles a la luz de las moscas tienen un diseño totalmente diferente a las de los vertebrados.
Detrás de las diferencias estructurales de los ojos de las moscas está su origen evolutivo. Los artrópodos y los vertebrados, los grupos que albergan a las moscas y a los humanos, evolucionaron sus ojos de forma totalmente separada hace unos 700-750 millones de años.
Teoría de las cuerdas
Los ojos de las moscas evolucionaron para captar la luz con una serie de diminutas estructuras en forma de cuerda que se encuentran en posición horizontal respecto al camino que recorre la luz a través del ojo. Estas estructuras reaccionan a la luz de forma mecánica, mientras que los vertebrados tienen largas células en forma de tubo orientadas hacia la luz, con sustancias químicas que reaccionan a la luz en la base.
Esta estructura en el ojo de la mosca es algo que Roger estudia en su laboratorio. «Es más sensible en términos de poder dar una gran señal a la más pequeña cantidad de luz y también puede responder más rápido que los bastones y conos del ojo de los vertebrados», explica.
Hay algunas razones para esta mayor sensibilidad, pero lo que el profesor Hardie descubrió es que responden mecánicamente a la luz, en lugar de químicamente como en los conos y bastones.
Las respuestas mecánicas permiten señales neuronales más rápidas. Además, hay un límite en la velocidad a la que pueden viajar los impulsos neuronales, y las menores distancias nerviosas entre el ojo y el cerebro de la mosca aceleran el procesamiento en comparación con los vertebrados más grandes.
Algunos vertebrados experimentan una visión mucho más rápida que la nuestra. El hecho de que la especie sea capaz de volar parece correlacionarse con una visión más rápida, al igual que ser pequeño. Esto puede deberse a que los animales pequeños que vuelan tienen que reaccionar muy rápidamente durante el vuelo para evitar los obstáculos que se acercan.
‘Golpes a cámara lenta’
La visión más rápida de todas se encuentra en las especies que atrapan moscas en el aire.
Volviendo a los vertebrados, al investigar la visión del papamoscas cerrojillo, un pequeño pájaro que se posa para atrapar moscas en vuelo, los científicos de la Universidad de Uppsala (Suecia) descubrieron que era capaz de identificar una luz que se encendía y apagaba 146 veces por segundo desde una fuente de luz continua.
Los pájaros fueron entrenados para asociar una fuente de luz parpadeante con una golosina sabrosa, e identificarían con precisión la luz parpadeante hasta esta tasa, situando su tasa de fusión de parpadeo en 146. Eso es aproximadamente el doble de la velocidad que pueden ver los humanos, pero todavía no es tan rápido como la mosca media.
Esto significa que las aves, al igual que las moscas, experimentan cada tictac del reloj más lentamente que los humanos.
Hay una presión evolutiva sobre los papamoscas para que experimenten el tictac del reloj lo más lentamente posible con el fin de superar a sus veloces presas. A lo largo del tiempo evolutivo, las aves que experimentaban un «tic-tac más lento» podían reaccionar más rápido ante sus presas, lo que les permitía comer más, criar más polluelos y transmitir esta visión veloz a las generaciones futuras.
Las moscas que han sido perseguidas por las aves de visión rápida irán evolucionando hacia reacciones más rápidas para escapar. Creando una carrera armamentística evolutiva más larga incluso que la existencia de las aves. Las moscas presa han ido evolucionando una visión y reacciones más rápidas para escapar de moscas depredadoras como la mosca asesina desde que evolucionaron el vuelo.
La próxima vez que intente inútilmente aplastar una mosca, intente no desanimarse tanto. Tus torpes y lentos espadazos están siendo frustrados por cientos de millones de años de selección natural dejando que las moscas observen tus intentos a cámara lenta.
Entre tú y la mosca, el tiempo, al parecer, es relativo.
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