¿Está el sentido de orientación de los mamíferos en sus ojos?

Los mamíferos ven con los ojos, oyen con los oídos y huelen con la nariz. Pero, ¿qué sentido u órgano les facilita su orientación en sus migraciones, que a veces van mucho más allá de sus áreas de alimentación locales y, por lo tanto, requieren una mayor capacidad de navegación? Una serie de experimentos dirigidos por el Instituto Leibniz de Investigación en Zoológicos y Vida Silvestre (Leibniz-IZW) muestran ahora que la córnea de los ojos es la ubicación de este sentido tan importante en los murciélagos que migran. En un trabajo publicado en la revista Communications Biology, el equipo de Richard A. Holland  y Gunārs Petērsons muestra que el sentido de orientación de estos animales se altera cuando se anestesia la córnea, mientras que la detección de luz permanece intacta. El experimento sugiere que los mamíferos podrían tener algún mecanismo de localización en esta parte del ojo, desconocido hasta ahora, que les permite detectar campos magnéticos.  

Los autores de la investigación han llevado a cabo experimentos con murciélagos de Nathusius (Pipistrellus nathusii) durante el período de migración de finales del verano. En uno de los grupos de murciélagos, los científicos anestesiaron localmente la córnea con una gota de oxibuprocaína, un anestésico de contacto que se usa ampliamente en oftalmología para desensibilizar temporalmente la córnea de los pacientes y poder observar el ojo. En otro grupo  de murciélagos, el equipo de investigación anestesió la córnea de un solo ojo, mientras que los individuos del grupo de control no fueron anestesiados, sino que recibieron una solución salina isotónica en forma de gotas para los ojos.

El resultado sugiere que la anestesia de las dos córneas interrumpió el sentido de la dirección

Todos los animales de este experimento fueron capturados dentro de un corredor de migración en la costa del Mar Báltico y liberados individualmente en campo abierto 11 kilómetros tierra adentro desde el sitio de captura inmediatamente después del tratamiento. Los científicos primero usaron detectores de murciélagos para asegurarse de que no hubiera otros murciélagos sobre el campo en el momento de la liberación que los animales de prueba podrían haber seguido. La persona que observaba la dirección del movimiento de los murciélagos liberados no sabía cómo se trataba experimentalmente a los murciélagos. “El grupo de control y el grupo con anestesia unilateral de córnea se orientaron claramente en las direcciones esperadas hacia el sur, mientras que los murciélagos con córneas anestesiadas bilaterales volaron en direcciones aleatorias”, explica Oliver Lindecke, autor principal del artículo. 

“Esta evidente diferencia en el comportamiento sugiere que la anestesia corneal interrumpió el sentido de la dirección, pero la orientación aparentemente todavía funciona bien con un ojo”. Como el tratamiento de la córnea desaparece después de un corto tiempo, los murciélagos pudieron reanudar sus viajes hacia el sur después del experimento. “Observamos aquí por primera vez en un experimento cómo un mamífero migrante literalmente se desvió de su curso, un hito en la biología sensorial y del comportamiento que nos permite estudiar el sistema de navegación biológica de una manera más específica”.

Orientación con y sin luz

Para descartar la posibilidad de que la anestesia de la córnea también afecte al sentido de la vista y que los científicos lleguen a conclusiones erróneas, realizaron una prueba complementaria. Una vez más, divididos en grupos experimentales y de control, probaron si la respuesta de los murciélagos a la luz cambiaba después de la anestesia de las córneas en uno o ambos lados. “Sabemos por investigaciones anteriores que los murciélagos prefieren una salida iluminada cuando salen de un laberinto simple en forma de Y”, explica Christian Voigt, director del departamento de Ecología Evolutiva de Leibniz-IZW. “En nuestro experimento, los animales con anestesia unilateral o bilateral también mostraron esta preferencia; por lo tanto, podemos descartar que la capacidad de ver la luz se haya alterado después del tratamiento de la córnea. La capacidad de ver la luz, por supuesto, también influiría navegación a distancia”.

Las pruebas con otros mamífero sugieren que el sentido magnético se encuentra en el ojo

Muchos vertebrados como murciélagos, delfines, ballenas, peces y tortugas, por ejemplo, pueden navegar sin problemas en la oscuridad, ya sea bajo el cielo abierto, cuando está nublado por la noche o en cuevas y túneles, así como en el profundidades de los océanos. Durante muchas décadas, los científicos han estado buscando el sentido o un órgano sensorial que permita a los animales realizar tareas de orientación y navegación que parecían difíciles de imaginar para las personas. Un sentido magnético, demostrado hasta ahora en unos pocos mamíferos pero poco entendido, es un candidato obvio. Los experimentos sugieren que las partículas de óxido de hierro dentro de las células pueden actuar como "agujas de brújula microscópicas", como es el caso de algunas especies de bacterias.

Experimentos de laboratorio recientes con la rata topo de Ansell, parientes de las conocidas ratas topo desnudas que pasan sus vidas en elaborados sistemas de túneles subterráneos, sugieren que el sentido magnético se encuentra en el ojo. Este sentido de orientación (magnético) no se ha comprobado en mamíferos migratorios ni ha sido posible identificar el órgano o tejido específico que podría proporcionar la base morfológica para los receptores sensoriales requeridos. Los experimentos del equipo en torno a Lindecke y Voigt proporcionan ahora, por primera vez, datos fiables para la localización de un sentido de orientación en mamíferos migratorios en libertad. Exactamente cómo se ve el sentido en la córnea de los murciélagos, cómo funciona y si es el sentido magnético tan buscado durante mucho tiempo debe mostrarse en futuras investigaciones científicas.

Referencia: Corneal sensitivity is required for orientation in free-flying migratory bats. (Communications Biology). DOI: 10.1038/s42003-021-02053-w