¿Pueden las ranas ver claramente debajo y por encima del agua?

Si los humanos intentan ver bajo el agua, la imagen se vuelve borrosa debido a las diferencias de refracción en el aire y el agua que interrumpen el efecto de refracción normal del cristalino en el ojo. Una máscara de buceo supera este problema . Entonces, ¿cómo acomodan las ranas sus lentes tanto en el aire como en el agua? ¿Sus imágenes son claras en el agua y borrosas arriba, o viceversa ?

Hasta donde yo sé, sus lentes están hechos de células epiteliales y fibra bastante similar a la lente del ojo humano, ¿o me equivoco aquí?

Respuestas (1)

Respuesta corta Las
ranas son miopes en tierra y hipermétrope bajo el agua.

Antecedentes
Se informa que las ranas son miopes en tierra, pero hipermétropes bajo el agua (fuente: Chegg Study ). La miopía es una condición en la que los objetos cercanos se perciben con claridad, pero los objetos más lejanos se ven borrosos. La hipermetropía (hipermetropía) es lo contrario. Las contrapartes humanas de estas condiciones se muestran en la Fig. 1. Los humanos enfocan las imágenes en la retina cambiando la forma del cristalino ; para enfocar objetos cercanos, la luz se refracta más fuertemente al hacer que la lente tenga una forma más esférica. Para objetos lejanos, la lente se aplana de modo que la luz se refracta menos.

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Figura 1. Miopía e hipermetropía. fuente: Hiperfísica

En los seres humanos, los errores de refracción son comunes y, por lo general, se pueden tratar con éxito con lentes correctivos.

La córnea añade una refracción sustancial al sistema óptico del ojo, concretamente unas 43 dioptrías . En comparación, las gafas graduadas normales a menudo tienen solo unas pocas dioptrías. En el agua, el índice de refracción de la córnea se mitiga, ya que el agua y la córnea tienen aproximadamente el mismo índice de refracción (fuente: lasikmd ). Por lo tanto, la visión es borrosa para los humanos bajo el agua, porque las imágenes se enfocan muy por detrás de la retina, lo que resulta en hipermetropía.

Las ranas tienen otra forma de corregir su imagen retiniana. Enfocan objetos a diferentes distancias utilizando músculos especializados (lentis) para acercar o alejar el cristalino de la retina (Fig. 2), como el mecanismo de enfoque de una cámara (Douglas et al ., 1985) . Sin embargo, los músculos del cristalino pueden ajustar el enfoque solo por un valor aproximado de 10 dioptrías, con un cambio en la posición del cristalino de aproximadamente 150 μm. Por lo tanto, debido al enorme efecto que tiene el agua en la refracción de la córnea (~40 dioptrías), el cristalino de una rana no puede corregir suficientemente el estado de refracción del ojo para lograr una visión normal ( emetropía ) tanto por encima como por debajo del agua. Aparentemente, se asentó el lenguaje evolutivo en algún punto intermedio, es decir, miope en tierra e hipermétrope bajo el agua.

ojo de cíclido
Fig. 2. Ojo de cíclido. La acomodación resulta del movimiento del cristalino en el plano pupilar usando los músculos del cristalino; el musculus retractor lentis , y el antagonista ligamentum suspensorium . fuente: Visión en cíclidos

Referencia
: Douglas y col ., J Comparative Physiol (1986); 158 (1): 33–143

+1, ¡buena respuesta! ¿Utilizó una imagen de ojo de pez (abajo, un cíclido) debido a las similitudes con los anfibios?
@Kara - ¡Gracias! Y sí, de hecho, los músculos del cristalino no se limitan a las ranas, sino que se encuentran en muchos ojos y peces de anfibios. De hecho, leíste mi publicación, ¿no? ;-)
Oh, por supuesto, si no, ¿por qué molestarse? Es gracioso, la mayoría de los estudiantes con los que me he encontrado piensan que las zónulas de Zinn humano/mamífero son ancestrales. Por diversión, puede que le interese ver el pez de cuatro ojos, Anableps anableps, solución para la visión del aire y el agua.