Los pigmentos de la gamba mantis se activan con luz roja

En el ojo de la gamba mantis trabajan juntos unos 30 pigmentos visuales, frente a tres en los humanos. Durante décadas, ecólogos y biólogos se han preguntado por qué este crustáceo necesita tantos. Un equipo de la Universidad de Lieja (ULiège) y de la Universidad Humboldt de Berlín los ha desmenuzado uno a uno y ha comprobado que algunos responden a la luz roja, una parte del espectro que muy pocos animales pueden percibir. Los resultados se publican en Science Advances.

La visión comienza con las opsinas, proteínas que captan la luz. Combinadas con el retinal, una pequeña molécula derivada de la vitamina A, forman los pigmentos visuales de la retina. En los humanos, un pigmento que absorbe un fotón pierde su retinal y debe regenerarse antes de volver a funcionar, por eso una lámpara brillante deja manchas en nuestro campo visual durante un rato. Cuatro de los pigmentos de la gamba mantis son diferentes. Son biestables: un segundo fotón restablece el retinal, de modo que el pigmento puede cambiar entre dos estados estables solo con luz. Dos se activan con luz roja y se desactivan con luz azul. Los otros dos funcionan al revés: se activan con luz azul y se desactivan con naranja.

Medirlos fue la parte difícil. Marjorie Liénard, investigadora del GIGA–ULiège, desarrolló una plataforma de expresión in vitro que produce estas proteínas fuera del animal. El equipo la combinó con la experiencia en electrofisiología del laboratorio de Peter Hegemann, en la Universidad Humboldt. De las 17 opsinas de la banda media, 12 son pigmentos verdes estándar, similares a los nuestros, tres son infrarrojas y dos son biestables de azul y naranja. «Es la primera vez que se describen este tipo de pigmentos en un animal que utiliza el mismo cromóforo que los humanos», explica Liénard. Combinada con los filtros de color del ojo, la sensibilidad alcanza los 687 nanómetros.

El equipo sugiere que la gamba cambia su mezcla de pigmentos según la luz del entorno. Liénard lo compara con unas gafas de sol de día y una linterna al anochecer: con luz intensa, los pigmentos ultravioleta, azul y verde se saturan y las opsinas rojas siguen funcionando, mientras que al amanecer y al atardecer el animal depende de sus opsinas verdes y de sus biestables azules. Todavía no está confirmado cómo usa esto para encontrar presas, evitar depredadores o defender su territorio, y haría falta realizar experimentos de comportamiento, difíciles de llevar a cabo con estos depredadores tan robustos.

La perspectiva más concreta es la optogenética, una técnica que controla la actividad celular con luz. A diferencia de las channelrhodopsinas del alga Chlamydomonas reinhardtii, estas opsinas pertenecen a los receptores acoplados a proteínas G, que desencadenan cascadas de señalización dentro de las células. Esa familia está implicada en enfermedades cardiovasculares, neurológicas e inflamatorias. La luz roja penetra más profundamente en los tejidos y daña menos las células que la luz azul o ultravioleta, de modo que un interruptor que la roja activa y la azul desactiva podría, en principio, modular esas vías de forma precisa y reversible. Nada de esto se ha desarrollado todavía. El equipo quiere ahora que la señalización sea más selectiva, buscar proteínas similares en especies muy emparentadas y entender qué hace que algunas de ellas sean biestables. No da ninguna fecha. «La naturaleza todavía alberga muchas innovaciones», afirma Liénard, «que solo pueden descubrirse mediante» este tipo de enfoque.