11 may 2017

El camuflaje desafía a nuestro sistema visual

El camuflaje desafía a nuestro sistema visual

Seguro que todos nos hemos sentido fascinados por la capacidad de un camaleón o una platija para cambiar el color de su piel según el entorno donde está o cómo una oruga puede semejar la rama de un árbol para evitar ser detectados. Incluso nos hemos percatado que muchos animales marinos, son transparentes para camuflarse.

Este tema, podría no parecer relacionado con la oftalmología. Nada más alejado de la realidad. Camuflándose, la presa desafía el sistema visual del potencial predador, por lo que entender cómo se mimetizan los animales arroja luz sobre los mecanismos neurológicos implicados en el procesamiento de la imagen.

Aunque Charles Darwin en su obra, “On the origin of species”, hace algunas referencias a este tema2, lo cierto es que la historia del estudio del camuflaje animal no comienza hasta algunos años después, cuando el artista americano Abbot Thayer publica sus observaciones. Este autor fue el primero en describir la razón por la que buena parte de los animales tienen el dorso oscuro y el vientre claro, como podemos apreciar en un antílope. Fue pionero en entender que de este modo el animal oculta su sombra y reduce la probabilidad de ser detectado.

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Clásicamente, los mecanismos de camuflaje interesaron sobre todo a naturalistas y a artistas, aunque pronto los gobiernos percibirían el interés militar de esta nueva ciencia y algunos de estos autores serían contratados por los ministerios de guerra para diseñar la pintura de los barcos y los uniformes de los soldados. Por ejemplo, en la Primera Guerra Mundial muchos de los barcos ingleses y norteamericanos incorporaron el motion dazzle en su diseño.

Aunque las primeras teorías se basaron en la capacidad de observación y la intuición de los autores, en los últimos tiempos han ido apareciendo publicaciones que abordan de forma más científica este tema. Diferentes trabajos, valoran la capacidad de un sujeto humano o animal para detectar una forma en distintos entornos o bien de trabajos que analizan la probabilidad de supervivencia de la presa en determinadas condiciones y siguen dos teorías.

1.- Aposematismo y camuflaje

Una potencial presa puede apostar por 2 estrategias para sobrevivir ante un potencial predador. Puede optar por adoptar una coloración llamativa que recuerde a este su peligrosidad o desagradable sabor (aposematismo) o puede optar por esconderse (camuflaje).

Ejemplos claros de aposematismo son el patrón rayado presente en las avispas, los colores llamativos de muchos anfibios y se cree que también, las marcas blancas presentes en la cara de algunos mamíferos como tejones. De hecho, no en raras ocasiones una especie inofensiva adopta un aspecto similar al de otra especie venenosa con esta finalidad. Este es el caso de algunas moscas que adoptan patrones similares a los de las avispas.

El camuflaje más común, es pasar desapercibido. Para ello la presa debe disimular sus bordes y fundirse con el entorno. Digamos que el objetivo del sistema visual del predador es definir los bordes de la potencial presa (proceso que recibe el nombre de segmentación), y el objetivo de la presa es ocultar esos bordes mediante una serie de estrategias (antisegmentación).

Se cree que el aparato visual de los animales superiores está diseñado para buscar bordes. Esta obsesión del sistema visual por definir bordes comienza muy precozmente. Probablemente se inicia a nivel retiniano. Los primeros registros de la actividad eléctrica de las células ganglionares en los años 50, confirmaron esta teoría.

Estos trabajos les valieron el premio Nobel de medicina a Ragnar Granit y H. Keffer Hartline en 1967, y establecieron que la estimulación de un fotorreceptor genera la hiperpolarización de una célula bipolar (canal off) y la depolarización de otra célula bipolar (canal on)8. La existencia de estos 2 canales opuestos permite la generación de una respuesta antagónica entre el área central y la periferia9. Esta respuesta es fundamental porque constituye la herramienta más importante de la que se vale el sistema visual para intensificar el contraste de la imagen, potenciando la definición de los contornos.

Estrategias de camuflaje

Aunque estos trucos ópticos aparecen muchas veces mezclados, en esencia podríamos hablar de 3 estrategias que utilizan la antisegmentación:

  • 1. Cripsis: en este caso el animal intenta fundirse con el medio adoptando una luminancia, color y textura similares a los del entorno y permaneciendo inmóvil. El animal impediría la segmentación fundiéndose con el entorno, como hace la platija.

 

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  • 2. Coloración disruptiva: consiste en dividir el cuerpo artificialmente mediante bandas de alto contraste que rivalicen con los bordes reales del animal. Estos bordes internos se van a comportar como un señuelo, induciendo una segmentación errónea. Probablemente la coloración disruptiva explota el fenómeno de crowding, es decir, la presencia de información extra desborda la capacidad visual del predador e impide el procesamiento de la forma del animal. La potencial presa no puede ser detectada porque se presenta fragmentada en diversas porciones, que simulan una serie de objetos independientes Un ejemplo, lo constituyen algunos peces de arrecife en los que las bandas verticales, además de fragmentar la silueta, imitan la forma de las ramas de coral.

 

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  • 3. Countershading o contrasombra: este mecanismo casi universal fue descrito por Thayer en 1896, en un artículo titulado The law that underlies protective coloration, y lo denominó obliterative shading (sombreado obliterativo) o contrasombra. La sombra es una de las principales pistas monoculares de las que se vale nuestro sistema visual para otorgar volumen a los objetos, y precisamente es este uno de los elementos más importantes de los que se valen los pintores para conseguir que un objeto bidimensional parezca tridimensional.

Thayer se dio cuenta de que muchos animales utilizan este truco a la inversa. La principal fuente de luz en condiciones naturales es el sol y eso genera un gradiente de luminancia en el animal, cuya porción superior recibe una mayor cantidad de luz que la porción inferior. Si el animal adopta un patrón de pigmentación inverso (en esencia dorso oscuro y vientre claro), conseguirá ocultar su sombra y aplanarse, haciéndose menos conspicuo y más difícil de detectar, como hace la lubina.

 

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Esta teoría ha recibido algunas críticas. Por ejemplo, algunos investigadores creen que la pigmentación del dorso podría tener una finalidad fotoprotectora. Sin embargo, la mayoría, la consideran la ley más universal de todas las que rigen la coloración de los animales1.

Este patrón resulta tan efectivo que no es de extrañar que aquellos animales que pasan buena parte de su tiempo boca arriba adopten lo que se ha denominado countershading o contrasombra inverso (vientre oscuro y dorso claro) como es el caso de algunos peces que nadan boca arriba.

2.- Motion dazzle

La traducción literal de este término sería deslumbramiento del movimiento, pero resulta difícil encontrar traducción apropiada. Se cree que los patrones altamente contrastados en zigzag dificultan la percepción del movimiento. Es posible que el sistema visual esté mejor preparado para percibir el movimiento cuando este se produce perpendicularmente a un borde recto. Esta teoría, aunque no del todo probada, tuvo una gran repercusión durante la Primera Guerra Mundial. Los gobiernos norteamericano e inglés, perdían sus flotas contra los alemanes y decidieron pintar sus barcos siguiendo una serie de patrones oblicuos muy contrastados. Estos patrones de aspecto cubista, interfieren con la capacidad del observador para percibir el movimiento, haciendo más difícil para el torpedero estimar la dirección y velocidad del barco.

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Dra Paredes

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