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Curiosidades naturales y luz polarizada

01-imagenes-de-naturalezaCuando algunos tipos de peces nadan muy próximos a la superficie del agua, es frecuentemente fácil observar los destellos brillantes, producidos por sus escamosas pieles reflectantes, lo que considerado como espectáculo puede ser muy hermoso, pero resulta letal para ellos cuando esos reflejos actúan como emisiones detectables por los depredadores de esos peces; un ejemplo es el caso de las sardinas y los arenques, cuyos brillantes lomos llaman la atención de delfines o de atunes, que dan cuenta de ellos.

Pues bien, en un estudio, publicado en la revista Nature Photonics, un grupo de científicos británicos ha explicado que algunas especies de esas sardinas y arenques, han desarrollado un mecanismo óptico en su piel, basado en la presencia de un determinado tipo de cristales, que funcionan como reflectores condicionados de la luz, lo que permite a esos peces ajustar sus reflejos, emitidos hacia el exterior, consiguiendo así escapar de sus depredadores.

Los investigadores británicos han demostrado que los peces plateados son capaces de evitar que la reflexión de la luz se produzca en todos los planos, aumentando su capacidad reflectante en aquellos planos menos detectables por sus enemigos. Los conocidos como “reflectores multicapa”, entre los que se encuentran esos cristales de la piel de los peces, son utilizados por algunos animales para crear señales iridiscentes, que brillan o producen destellos, con las que comunicarse o camuflarse, según convenga.

El fundamento de este tipo de mecanismos ópticos, que son relativamente comunes en la naturaleza, es la polarización de la luz, es decir, la modificación de los planos de vibración de los rayos luminosos, de manera que sus ondas no se reflejan en todos los planos, sino solamente en algunos de ellos.

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Otros estudios, desarrollados en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), han determinado el papel que juega la polarización de la luz en los ocho ojos de la tarántula, cuando ésta necesita orientarse para regresar a su nido. Los estudios se han hecho sobre la araña Lycosa tarantula, que posee cuatro pares de ojos, identificados en la siguiente imagen como: ojos medianos anteriores (OMA), ojos medianos posteriores (OMP), ojos laterales anteriores (OLA) y ojos laterales posteriores (OLP). Los resultados del estudio evidencian que la tarántula utiliza la luz polarizada para resolver el problema de la determinación de su posición en relación con el nido y que captan esta luz solo por uno de los cuatro pares de ojos, concretamente por los medianos anteriores (OMA).

Por su parte, el escarabajo denominado Chrysina gloriosa, que ha sido estudiado por un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia (EEUU), tiene un exoesqueleto, que constituye una verdadera armadura, cuyos brillantes colores verdes se deben a una compleja estructura celular, estructura que parece verde cuando recibe luz no polarizada, color que desaparece cuando recibe luz polarizada, pasando entonces a casi negro, pero a través de una gama de colores, de aspecto metalizado, dependiendo del plano de polarización de la luz incidente y por otra parte del ángulo, bajo el que se observa al insecto.

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Particularmente interesante es el caso de las abejas, de las que, al poseer ojos compuestos, se puede decir que no tienen dos ojos, sino miles de ellos, en los que cada pieza del mosaico que forman, recoge un punto de la imagen en cada una de las numerosas piezas, los ojos simples, que están extendidas sobre una superficie semiesférica. Estos ojos tienen la propiedad de distinguir la luz polarizada, es decir distinguir en qué plano está vibrando la onda luminosa que llega a cada uno de los más de dos mil ojos simples que forman el ojo compuesto, lo que le aporta información sobre la fuente de la que procede, en este caso, el Sol.

Cada uno de los ojos simples informa a la abeja, de todo el conjunto de datos, lo que permite el vuelo de precisión de las abejas, que es esencial en sus idas y venidas a la colmena, ya que puede referir sus vuelos a la posición real del Sol, independientemente de la posible presencia de nubes, puesto que éstas no modifican el plano de la luz polarizada que recibe desde cada parte del disco solar. Con ello, la abeja puede referir constantemente su propia posición, a la posición del Sol, así como la orientación de sus vuelos, como conjunto de sus sucesivas posiciones y de las distancias recorridas, también éstas con sus orientaciones respectivas.

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Otro gran misterio del mundo animal es el sistema de visión de las gambas mantis, cuyos ojos tienen unas características excepcionales, puesto que, disponen del triple de fotorreceptores, que la mayoría de los demás seres vivos, que son los captadores de los diferentes colores de la luz, y además estos crustáceos usan la rotación de sus ojos para mejorar, aún más, su visión polarizada.

Un reciente estudio, publicado en Nature Communications, demuestra que este comportamiento de rotación de ojos de las gambas mantis les ayuda a ver el mundo a su alrededor. Mientras que la mayoría de los animales estabilizan su mirada y la fijan en los objetos, en base a que un ojo estable debería ver la imagen mejor que uno móvil, pero la gamba mantis parece haber encontrado una manera diferente de ver más claramente, mediante una serie de guiños, torsiones y rotaciones de sus ojos, en la que cada uno se mueve de forma independiente, siendo el primer ejemplo documentado de un animal que muestra una visión polarizada dinámica. Estos crustáceos usan estas rotaciones torsionales de forma activa para mejorar su capacidad de ver la luz polarizada.

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Visto lo visto, parece claro que nosotros los humanos podemos presumir de ojos más bonitos que los de algunos de estos animales, por ejemplo que una gamba mantis, sin ir más lejos, aunque en realidad la belleza es algo bastante subjetivo, pero en fin, admitámoslo, pueden ser más atractivos, pero desde luego no son tan útiles a la hora de manejarse con la luz polarizada, para lo que nosotros debemos recurrir a unas buenas gafas filtrantes, que no suelen ser baratas, lo que supone un ahorro para abejas, escarabajos, y hasta para las gambas mantis.

Adolfo Marroquín Santoña

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Sobre el autor

Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.


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