¿Por qué los animales evolucionan los sistemas visuales favoritos?

La fóvea es una pequeña región de su ojo que le permite ver los detalles con claridad. No es obvio por qué nuestros ojos están dispuestos de esa manera y no como una cámara que ve claramente en todo su campo visual.

Una forma de saber por qué desarrollamos esta característica es considerar los ojos de otros animales.

Pero muchos peces, reptiles y aves tienen fóvea o algo parecido.

Los conejos se acercan más que cualquiera a la falta de uno. Tienen una fóvea mínima que no tiene sangría. Es importante para ellos monitorear su entorno en todas las direcciones porque un depredador puede venir de cualquier parte. Entonces se enfocan en todo, en todas partes. Su campo de visión cubre 360 ​​grados completos (A Rabbit’s Vision). No puedes acercarte sigilosamente a un conejo, pero nunca te verá con claridad.

Muchos otros animales, como los caballos, tienen una “línea visual “, una región extendida dentro de la retina, con una alta concentración de células receptoras. Los caballos tienen mejor agudeza cuando los objetos que están mirando caen en esta región. Los caballos pueden inclinar o levantar la cabeza para que los objetos caigan dentro de la línea visual.

Las rayas visuales son comunes en animales que viven en áreas muy abiertas. Las rayas pueden ser complejas, con diferentes tipos de receptores en diferentes regiones. Aquí hay algunos ejemplos de rayas de formas extrañas (Journal of Experimental Biology).

Las ovejas tienen una región larga que tiene conos de longitud de onda media y larga y otra región que tiene los tres tipos de cono.

La hiena manchada tiene una línea visual en forma de L con muchos conos de longitud de onda media más otra región que tiene muchos conos de longitud de onda corta.

Steenbok (un antílope africano) tiene una sola línea visual horizontal.

Los gansos de Canadá también tienen una sola racha, pero está inclinada. (En el diagrama, N está hacia el noe y V está hacia abajo o ventral).

Alrededor de la mitad de las aves tienen dos fóveas . Uno para ver directamente al frente y otro para ver a un lado.

Las especies que tienen dos fóveas deben poder mirar en dos direcciones, hacia adelante y hacia los lados. Las aves, que comen mientras vuelan, tienden a tener dos fóveas para poder monitorear la velocidad y la distancia a la luz del día (como colibríes, halcones, águilas y golondrinas de mar).

Los ojos vertebrados casi siempre en algunas regiones que pueden ver con mayor claridad y detalle que otras. La disposición exacta de esa región, ya sea una fóvea, una fóvea doble o una línea visual, depende del estilo de vida y las necesidades del organismo individual. Las personas necesitan ver las cosas que están frente a ellas, por lo que tienen una única fóvea.

Pero, ¿por qué tener fovea o rayas visuales?

Para ver tantos detalles como sea posible, el ojo necesita empacar las células receptoras visuales lo más cerca posible. Eso es lo que pasa en la fóvea. Pero los receptores no pueden empaquetarse tan estrechamente en el resto del ojo porque eso crearía problemas de ingeniería.

La parte posterior del ojo contiene más que solo células receptoras. Contiene vasos sanguíneos y neuronas. Estos elementos adicionales dificultan el empaquetamiento de los receptores muy de cerca. Si los receptores estuvieran estrechamente empaquetados, muchos de ellos tendrían que sentarse debajo de las neuronas y los vasos sanguíneos, lo que reduciría su capacidad de ver.

Podría ser posible empacar los receptores de manera más uniforme si las neuronas se sentaran detrás de los receptores en lugar de frente a ellos. De hecho, los ojos de pulpo y calamar están dispuestos de esa manera y no tienen una fóvea obvia (Fisiología comparativa de la visión).

Puede leer una cuenta muy diferente, mucho más técnica, de este problema aquí: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…

No estoy seguro, pero la evolución crea sistemas que funcionan en un nivel práctico, no en soluciones ingeniosas de ingeniería. Lo suficientemente bueno es lo suficientemente bueno, los órganos más eficientes solo evolucionan si es necesario.

¿Necesitaría un organismo como un humano o simio la misma densidad de células sensibles a la luz en todo el ojo? El sistema que tenemos es perfectamente adecuado. Si bien nuestra visión periférica es bastante mala, nos permite ver el movimiento ‘por el rabillo del ojo’ y girar nuestros globos oculares, o incluso toda nuestra cabeza, hacia ese movimiento para que la fóvea se enfoque en él y ver si es vale la pena molestarse.

En realidad, esto es más eficiente en términos de los recursos cerebrales que tenemos que dedicar a la visión: si tuviéramos una densidad de células visuales similar a una fóvea en toda la retina, lo veríamos todo en detalles masivos y el proceso de clasificarlos Los impulsos entrantes en un modelo 3D preciso, de alta definición y a todo color del mundo serían un poco difíciles.

Como lo hacemos, reducimos los recursos necesarios al hacerlo solo en un área pequeña justo en frente de nosotros, para que podamos ver lo que estamos manipulando o comiendo, y dejando que el resto se complete principalmente por la memoria con la visión periférica. observe qué está cambiando y podría necesitar mirar para darnos una actualización de lo que está sucediendo.

Hay otras soluciones Las arañas usan diferentes ojos para diferentes propósitos, un conjunto de ocelos de baja agudeza alrededor de la cabeza para la parte periférica, dos grandes estereoscópicos con un poco de movimiento lateral en la parte delantera para más detalles.

En organismos con ojos compuestos no móviles, se obtiene algo así como el mismo peso en todo el campo visual que describe, pero incluso entonces algunas especies tienen variaciones en la estructura de las subunidades, y algunas, como el camarón mantis, tienen algunos fotorreceptores que evite el cerebro por completo y vaya directamente a sus brazos atacantes para obtener una respuesta refleja increíblemente rápida.

Porque los ojos trabajan con el cerebro. Tu cerebro te dirige a mirar cosas importantes, con suerte. Si tiene hambre, es mucho más importante tener una visión clara del conejo que se acaba de mover, que algunas rocas no comestibles a la izquierda.

También todos los seres vivos evolucionaron para funcionar dentro de las limitaciones de recursos. Es por eso que estamos hechos principalmente de elementos de bajo peso atómico y por qué los animales tienden a tener un rango limitado de habilidades especiales. Más cámaras como ojos simplemente no valían la pena.

Porque la fuerza impulsora de la evolución es la frase, “Eh, lo suficientemente bueno …”

Lo que los animales tienen actualmente es lo suficientemente bueno. Surgió debido a un proceso de eventos que en teoría podría haber terminado como una cámara, pero en la práctica gradualmente se convirtió en un ojo que, entre otras cosas, ¡está al revés!

Bueno, tiene sus ventajas distintivas para los depredadores!

Tener un campo de visión que trate a todos los objetos de manera indistinta no permite un enfoque específico.

El águila es el mejor ejemplo de esto tiene que ser el águila. Pueden concentrarse en un solo lugar desde más de 3 km de distancia.

Los ojos humanos responden a la luz con bastones y conos, no píxeles. La agudeza visual humana ni siquiera está en toda la retina, sino que es más sensible más cerca del centro de visión. Los ojos humanos tienen un punto ciego donde el nervio óptico sale del ojo hacia los centros visuales en el cerebro. La evolución ha llevado a una amplia variedad de ojos, muchos de los cuales son superiores a los nuestros en una variedad de atributos.