Los ojos humanos han evolucionado para percibir la luz solo entre aproximadamente 350-700nm, porque esa forma de luz es la más común en nuestras vidas. Otros animales pueden percibir luces con frecuencias ligeramente diferentes. ¿Pueden los ojos evolucionar teóricamente de manera que puedan observar toda la luz tal como la conocemos hoy? Si no, ¿cuál sería aproximadamente la cantidad máxima de frecuencias que se pueden percibir?
Existen algunos límites sobre qué luz se puede detectar biológicamente según la física y la química. Aunque hay animales que pueden sentir más UV o más infrarrojos que los humanos, aún están sujetos a estas limitaciones.
La forma en que operan la mayoría de los tipos de visión es mediante el uso de fotones para provocar un cambio conformacional en una proteína opsina al influir en un enlace químico en una molécula sensible (un cromóforo, por ejemplo retinal , que cambia de 11-cis a todo-trans) unido a la opsina. Para detectar una determinada longitud de onda de luz utilizando este mecanismo, es necesario que la energía de la luz sea suficiente para provocar este cambio químico en el cromóforo de opsina, sin que sea suficiente energía para destruir la molécula por completo rompiendo un enlace.
La luz de longitud de onda más larga ("infrarroja") también se conoce como calor. Detectar fotones de "calor" es difícil porque no tienen mucha energía. Por lo tanto, necesita una molécula que sea muy sensible. Resulta que las estrategias de visión basadas en opsina usan cromóforos que son demasiado estables para detectar luz de longitud de onda larga.
Algunas serpientes tienen una sensibilidad particular a los infrarrojos , por ejemplo, la víbora de pozo. Sin embargo, estos animales no "ven" infrarrojos con sus ojos : tienen otro órgano especializado llamado órgano de fosa. El órgano de fosa utiliza receptores que se parecen mucho más a los receptores de calor de la piel que a los fotorreceptores del ojo, pero el órgano de fosa utiliza un efecto de cámara estenopeica para organizar la luz entrante en una membrana sensible al calor muy sensible.
Los humanos, por supuesto, también pueden sentir el infrarrojo, pero de la misma manera: a través de la piel en lugar de los ojos, y en baja resolución. Sin embargo, si te paras afuera bajo el sol y cierras los ojos, probablemente aún puedas "ver" la dirección del sol: ¡un lado de tu cuerpo se sentirá más cálido que el otro! En cierto modo, esto es como una forma de "visión" de baja resolución si desea definir ese término de manera muy amplia. La sensibilidad infrarroja de la serpiente se parece más a esta sensación que a la vista.
Cuando llega a longitudes de onda muy largas, por ejemplo, ondas de radio, la longitud de onda es demasiado larga y de muy baja energía para ser relevante incluso a nivel molecular : estas formas de luz viajarán directamente a través de las células, y los fotones individuales no transportan suficiente energía para influir en las moléculas en formas que pueden ser percibidas por la biología.
Las longitudes de onda de luz muy cortas tienen el problema opuesto: demasiada energía. La radiación ionizante (del rango ultravioleta superior y más corto) tiene suficiente energía para liberar electrones y crear iones. Este tipo de radiación daña las moléculas biológicas, incluido el ADN, por lo que los organismos tienen muchas buenas razones para evitar este tipo de radiación. La exposición a la radiación de longitud de onda corta también puede causar el blanqueamiento (destrucción permanente) de las moléculas fotosensibles y el calentamiento potencialmente dañino de los pigmentos que rodean el tejido, además de los efectos directos sobre otras moléculas en las células.
Los insectos y otros organismos que pueden ver en el rango UV ven principalmente en el rango UV cercano, >300nm, no muy lejos de nuestro propio rango de visión (correspondiente aproximadamente a "UVA"). Sin embargo, no es cierto que los humanos no puedan ver estas longitudes de onda debido a la falta de sensibilidad de nuestros fotorreceptores: en cambio, la luz ultravioleta es bloqueada (al menos en parte) por la córnea y el cristalino , ¡presumiblemente para proteger la retina del daño!
Los seres humanos y otros organismos tienen cierta sensibilidad a las longitudes de onda UV dañinas, pero no a través de la visión. En cambio, los humanos y otros organismos perciben los rayos UV en función del daño causado dentro de las células, lo que recluta mecanismos de reparación y apoptosis para evitar que el daño provoque cáncer.
Los procesos químicos detrás de la visión determinan el rango de longitudes de onda potenciales que se pueden detectar. Los animales en la tierra pueden tomar muestras de todo este rango. Los mecanismos para detectar longitudes de onda fuera de ese rango requerirían enfoques completamente diferentes, y tal vez incluso una bioquímica única. Los mecanismos tendrían que ser tan diferentes que probablemente no nos referiríamos a esos mecanismos como "visión" (por ejemplo, incluso la sensibilidad infrarroja de la víbora no se considera realmente como visión), pero llegaríamos a un nuevo término, como "sensibilidad a la radio" o "sensibilidad a la radiación", al igual que tenemos diferentes nombres para "escuchar" ondas de presión de frecuencia relativamente alta con los oídos, pero tenemos "sensibilidad a la vibración" para las ondas de presión de baja frecuencia que se sienten a través de la piel .
JM97
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Raimundo