Los antiguos trilobites tenían ojos de cristal y siguen siendo un misterio: ScienceAlert

La naturaleza ha intentado algunos enfoques bastante salvajes para los problemas de la vida a lo largo de eones, y eso es cierto para la visión.

Uno de los primeros ejemplos de ojo complejo puede haber dependido de un material bastante inusual para enfocar la luz, uno que no se encuentra en los organismos modernos. Los ojos pertenecían a un grupo extinto de animales llamados trilobites, y sus ojos estaban hechos de cristal duro, un mineral conocido como calcita, una pequeña y extraña peculiaridad que nos ofrece una ventana a cómo estos primeros animales percibían el mundo que los rodeaba.

Los trilobites se extinguieron hace unos 250 millones de años, pero existieron unos 300 millones de años antes. También hay muchos planos corporales de trilobites en el registro fósil, lo que sugiere que esos 300 millones de años fueron muy exitosos. Y debido a que sus extraños ojos estaban hechos de piedra, a menudo estaban bellamente conservados en los numerosos fósiles que dejaron atrás.

Así es como sabemos que los trilobites tenían ojos compuestos como los insectos, formados por grupos de unidades fotorreceptoras llamadas omatidios, cada una con sus propios fotorreceptores y lentes. Los exámenes de secciones rotas de las lentes fosilizadas revelan un material cristalino hecho de calcita.

La calcita pura es transparente, por lo que, en teoría, la luz podría penetrarla y enfocarse donde los fotorreceptores podrían detectarla. Al igual que con la visión de los insectos, probablemente hubo una compensación: los trilobites probablemente no veían en alta resolución espacial, pero eran particularmente sensibles al movimiento.

Había tres tipos de ojos de trilobites. El más antiguo y común es un tipo conocido como holocroal, en el que pequeños omatidios estaban cubiertos por una única membrana corneal, con las lentes adyacentes en contacto directo entre sí.

El ojo abatocroal sólo se ve en la familia Eodiscidae; Cada uno de los lentes pequeños está cubierto por una córnea delgada.

Finalmente, el ojo esquizocroal sólo se ve en el suborden Phacopina. Los cristalinos son más grandes, están muy separados y cada uno tiene su propia córnea. Los científicos creen que probablemente estaban muy especializados.

El ojo holocroal es el más similar a los ojos de aposición modernos que se ven en algunos insectos y crustáceos, y los científicos creen que funcionan de manera similar. Cada omatidio funciona individualmente y la imagen que ve el insecto es un mosaico de todas las imágenes combinadas.

Sin embargo, las cosas se complican un poco con la calcita. La calcita tiene una de las birrefringencias más fuertes de la naturaleza. Eso significa que tiene dos índices de refracción; la luz se dividirá dos veces mientras viaja a través de la calcita, y los dos rayos viajarán a diferentes velocidades, produciendo una doble imagen.

Para los omatidios pequeños, como los que se ven en el ojo holocroal, es poco probable que esto sea un problema; la desviación de los rayos es menor que la del órgano sensor de luz.

Para los ojos esquizocroales, la birrefringencia representa un problema mayor. El cristal no es flexible, por lo que los omatidios más grandes no pueden cambiar su enfoque para reducir el efecto. En cambio, los científicos han descubierto que los ojos esquizocroales tienen lo que se conoce como una estructura de lente doble.

Eso significa que la lente tiene dos capas, cada una con un índice de refracción diferente, que podría corregir la birrefringencia, casi como si los trilobites tuvieran gafas incorporadas. Las lentes de este tipo fueron inventadas, por separado, por los matemáticos René Descartes y Christian Huygens en el siglo XVII, sin saber que los trilobites se les habían adelantado.

Sin embargo, a pesar de toda nuestra comprensión de las diversas estructuras del ojo del trilobites, todavía no entendemos del todo cómo funcionaba el ojo esquizocroal, si era similar a un ojo de aposición o hacía algo diferente, como sugeriría la estructura diferente.

Un estudio reciente demostró que los ojos esquizocroales son mucho más complejos de lo que pensábamos, lo que nos acerca más. Se descubrió que cada lente cubría un pequeño ojo compuesto propio, formando una especie de "hiperojo".

Incluso podría ser posible que hayamos estado completamente equivocados acerca de la visión de los trilobites. Un estudio de 2019 cuestiona si las córneas calcíticas pueden haber sido artefactos del proceso de preservación, lo que implica que sus ojos de cristal son mucho menos únicos de lo que muchos especulan.

Todavía no sabemos por qué surgió este tipo de ojo (si es que surgió) o qué beneficios confirió, pero ahora los científicos que estudian la visión de los trilobites tienen una nueva forma de mirarla.