Cómo Dos Roedores Adaptan Su Visión
Examinando las diferencias de visión en ratones de laboratorio y ratones de cuatro rayas.
― 9 minilectura
Tabla de contenidos
- Lo Básico de la Visión Animal
- Los Dos Tipos de Roedores
- Cómo Estudian los Científicos los Sistemas Visuales
- Diferencias Cerebrales Entre los Ratones
- Cómo Están Construidos los Ojos de los Roedores
- Analizando las Retinas de los Roedores
- Cómo Funcionan las Retinas de los Roedores
- Procesamiento Visual en el Cerebro
- Efectos en el Comportamiento
- Cómo Ocurren las Adaptaciones
- Entendiendo la Adaptación Visual
- La Importancia de la Investigación
- Direcciones Futuras
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los animales tienen diferentes formas de ver el mundo según dónde viven y cómo buscan comida. Este artículo analiza dos tipos de roedores relacionados, el ratón de laboratorio y el ratón de cuatro franjas. Tienen genes similares, pero su visión es bastante diferente. Esto muestra cómo los animales pueden adaptar su visión según sus necesidades diarias.
Lo Básico de la Visión Animal
Todos los animales con columna vertebral, o vertebrados, tienen cerebros que funcionan de manera similar. Sin embargo, incluso los animales estrechamente relacionados pueden tener sistemas visuales muy diferentes. La principal razón de esto es el entorno en el que viven. Por ejemplo, algunos animales son activos durante la noche, mientras que otros están despiertos durante el día. Esto puede llevar a cambios significativos en cómo están construidos sus ojos y cerebros.
El Sistema Visual de un animal consiste en los ojos que captan la luz y el cerebro que procesa esta información. Diferentes animales tienen características distintas en sus ojos y cerebros para adaptarse a sus estilos de vida.
Los Dos Tipos de Roedores
El ratón de laboratorio es un sujeto común para estudiar cómo ven los mamíferos. Son principalmente activos por la noche y tienen ojos diseñados para eso. Sus ojos tienen más células de bastón, que son buenas para poca luz. En cambio, el ratón de cuatro franjas es activo durante el día. Sus ojos están diseñados para luz brillante y tienen más células de cono, que son mejores para ver colores y detalles.
Al observar de cerca estos dos roedores, podemos ver algunas diferencias importantes. El ratón de cuatro franjas tiene un campo de visión más amplio y sus ojos pueden enfocarse en más detalles. Esto es esencial para detectar depredadores y encontrar comida en luz brillante.
Cómo Estudian los Científicos los Sistemas Visuales
Los científicos usan diferentes tecnologías para estudiar cómo ven los animales. Nuevos métodos permiten a los investigadores registrar cómo se comportan grupos de células cerebrales cuando ven cosas. Esto les ayuda a comparar cómo diferentes especies procesan la información visual.
Por ejemplo, los científicos pueden analizar cómo las células cerebrales se activan ante diferentes tipos de luz. Esto puede mostrar si un animal ve de una forma particular o si puede captar ciertas señales visuales más rápido que otro animal.
Diferencias Cerebrales Entre los Ratones
Al comparar el ratón de laboratorio y el ratón de cuatro franjas, los investigadores encontraron diferencias importantes en sus cerebros. El ratón de cuatro franjas tiene áreas más grandes en el cerebro responsables de procesar información visual. Esto se debe a que necesitan interpretar muchos detalles en la luz brillante del día, mientras que los Ratones de laboratorio no tienen que hacer esto.
Las áreas visuales más grandes en el ratón de cuatro franjas pueden procesar más información a la vez. Esto significa que pueden detectar mejor el movimiento y reaccionar más rápido a su entorno. Esto es crucial para la supervivencia, ya que deben estar alerta ante los depredadores.
Cómo Están Construidos los Ojos de los Roedores
Los ojos de estos dos ratones también difieren en tamaño y estructura. El ratón de cuatro franjas tiene muchas más células de cono que el ratón de laboratorio. Esto le permite ver mejor los colores y en más detalle. En cambio, el ratón de laboratorio tiene más células de bastón que le ayudan a ver en entornos con poca luz, pero esto limita su capacidad para distinguir colores.
Retinas de los Roedores
Analizando lasPara entender estas diferencias, los científicos observaron las retinas, que son las capas en la parte posterior de los ojos donde se capta la luz. Descubrieron que el ratón de cuatro franjas tiene un mayor número de células de cono. Esto es esencial para sus actividades diurnas. El ratón de laboratorio tiene más células de bastón, que le ayudan a navegar durante la noche.
Al hacerlo, los científicos encontraron la proporción de tipos de células en cada retina y luego las compararon. Pudo verse que el ratón de cuatro franjas tenía menos células de bastón, lo que coincidía con su comportamiento, donde depende menos de ver en luz tenue.
Cómo Funcionan las Retinas de los Roedores
Las retinas no solo difieren en el número de bastones y conos que tienen, sino también en cómo estas células trabajan juntas. Las señales enviadas desde los conos en el ratón de cuatro franjas son mucho más complejas, lo que ayuda a ver detalles más finos y variaciones de color.
Mientras tanto, las señales de las células de bastón en el ratón de laboratorio son más simples y están más centradas en detectar movimiento. La forma en que estas células interactúan entre sí muestra una clara distinción entre lo que cada ratón está preparado para hacer en su entorno.
Procesamiento Visual en el Cerebro
Las señales de los ojos van a áreas específicas del cerebro. Para ambos tipos de ratones, la parte del cerebro que procesa la vista se llama el LGN (núcleo geniculado lateral). Esta área tiene una estructura bien definida, pero el tamaño y la complejidad del LGN difieren en los dos ratones.
En el ratón de cuatro franjas, el LGN tiene más tipos de células especializadas para diferentes tareas, como detectar movimiento o color. Esta especialización permite al ratón de cuatro franjas ver su mundo con ricos detalles. Mientras tanto, el LGN del ratón de laboratorio es menos complejo, enfocándose principalmente en ver en poca luz.
Efectos en el Comportamiento
Las diferencias en la visión afectan directamente cómo se comporta cada ratón. El ratón de cuatro franjas, al ser activo durante el día, necesita estar consciente de su entorno en todo momento. Esto significa que su sistema visual debe ser muy efectivo para ayudarle a encontrar comida y evitar depredadores en luz brillante.
En contraste, el ratón de laboratorio pasa sus noches buscando comida, lo que lo hace depender menos del color y los detalles. Se beneficia más de poder detectar movimiento en la oscuridad. Esto lleva a una diferencia significativa en sus actividades diarias y estilo de vida.
Cómo Ocurren las Adaptaciones
Los cambios en los sistemas visuales de los dos tipos de ratones son el resultado de la evolución. A medida que cada especie se adaptó a su entorno, desarrollaron características únicas que se ajustan a sus necesidades específicas. El ratón de cuatro franjas evolucionó para aprovechar al máximo la visión diurna, mientras que el ratón de laboratorio evolucionó para actividades nocturnas.
Este fenómeno, donde los animales desarrollan características únicas según su entorno, es un concepto fundamental en biología. Muestra cómo las especies pueden adaptarse a lo largo de generaciones para prosperar en sus hábitats.
Entendiendo la Adaptación Visual
Al estudiar estas dos especies, los científicos pueden entender mejor cómo los animales adaptan sus sistemas visuales a sus estilos de vida. Esto puede dar información sobre la evolución de la visión en mamíferos y otros animales.
Por ejemplo, podemos aprender cómo diferentes tipos de condiciones de iluminación influyen en la estructura de los ojos y cerebros en varias especies. Este conocimiento también puede ayudar en esfuerzos de conservación, ya que nos ayuda a reconocer por qué ciertos animales prosperan en entornos particulares y cómo protegerlos.
La Importancia de la Investigación
La investigación sobre los sistemas visuales de estos roedores es vital por varias razones. Puede llevar a ideas sobre el comportamiento animal, informar estudios ecológicos y mejorar nuestra comprensión de la visión humana y condiciones relacionadas.
Por ejemplo, entender cómo y por qué se desarrollan ciertas características puede asistir en la creación de mejores tratamientos para problemas de visión en humanos, ya que algunos aspectos de la visión se comparten entre diferentes especies.
Direcciones Futuras
Esta área de estudio puede ramificarse en investigaciones aún más detalladas, explorando otros factores ambientales que afectan los sistemas visuales. Por ejemplo, examinar cómo los cambios en el clima o el hábitat afectan la visión animal podría proporcionar pistas importantes sobre la supervivencia.
A medida que nuestro entorno cambia, también lo hacen los desafíos que enfrentan diferentes especies. Monitorear las adaptaciones en la visión podría revelar cómo los animales lidian con nuevas condiciones o amenazas.
Conclusión
Los sistemas visuales del ratón de laboratorio y el ratón de cuatro franjas proporcionan una visión fascinante de cómo los animales estrechamente relacionados pueden adaptar su vista a sus necesidades. Al estudiar estas diferencias, podemos aprender sobre la evolución de varias especies y sus estrategias de supervivencia en entornos diversos.
La investigación ayuda a profundizar nuestra comprensión de la biología y puede guiar los esfuerzos para proteger la vida silvestre en un mundo que cambia rápidamente.
Título: Reconfiguration of the visual code and retinal cell type complement in closely related diurnal and nocturnal mice
Resumen: How does evolution act on neuronal populations to match computational characteristics to functional demands? We address this problem by comparing visual code and retinal cell composition in closely related murid species with different behaviours. Rhabdomys pumilio are diurnal and have substantially thicker inner retina and larger visual thalamus than nocturnal Mus musculus. High-density electrophysiological recordings of visual response features in the dorsal lateral geniculate nucleus (dLGN) reveals that Rhabdomys attains higher spatiotemporal acuity both by denser coverage of the visual scene and a selective expansion of elements of the code characterised by non-linear spatiotemporal summation. Comparative analysis of single cell transcriptomic cell atlases reveals that realignment of the visual code is associated with increased relative abundance of bipolar and ganglion cell types supporting OFF and ON-OFF responses. These findings demonstrate how changes in retinal cell complement can reconfigure the coding of visual information to match changes in visual needs.
Autores: Annette E Allen, J. Hahn, R. Richarson, A. Pantiru, J. Mouland, B. Bano-Otalora, A. Monavarfeshani, W. Yan, C. Williams, J. Wynne, J. Rodgers, N. Milosavljevic, P. Orlowska-Feuer, R. Storchi, J. R. Sanes, K. Shekhar, R. J. Lucas
Última actualización: 2024-07-05 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.14.598659
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.14.598659.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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