un mosquito vigila a través de una red de lentes microscópicas. Miras hacia atrás, matamoscas en mano, siguiendo de cerca al chupasangre con tus humildes ojos de lente única. Pero resulta que la forma en que te ves a ti mismo, y al mundo, puede tener más en común de lo que piensas.
Un estudio publicado el mes pasado en el interior avances en la ciencia descubrió que dentro de los ojos de los mamíferos, las mitocondrias, los orgánulos que alimentan las células, pueden tener un segundo papel como lentes microscópicas, ayudando a enfocar la luz en los pigmentos fotorreceptores que convierten la luz en señales neuronales para que el cerebro las interprete. Los hallazgos, que trazan un sorprendente paralelismo entre los ojos de los mamíferos y los ojos compuestos de los insectos y otros artrópodos, sugieren que nuestros propios ojos tienen niveles ocultos de complejidad óptica y que la evolución ha encontrado nuevos usos para partes muy antiguas de nuestra anatomía celular.
El cristalino en la parte delantera del ojo enfoca la luz del entorno en una capa delgada de tejido llamada retina en la parte posterior. Allí, las células fotorreceptoras, conos que pintan nuestro mundo de color y bastones que nos ayudan a navegar en condiciones de poca luz, absorben la luz y la traducen en señales nerviosas que se propagan a través del cerebro. Pero los pigmentos sensibles a la luz se ubican en los extremos de los fotorreceptores, justo detrás de un grueso haz de mitocondrias. La extraña ubicación de este haz convierte a las mitocondrias en obstáculos aparentemente innecesarios que dispersan la luz.
Las mitocondrias son el «obstáculo final» para las partículas ligeras, dijo wei li, investigador principal del Instituto Nacional del Ojo y autor principal del artículo. Durante años, los científicos de la visión no han podido comprender esta extraña ubicación de estos orgánulos; después de todo, la mayoría de las células tienen sus mitocondrias abrazando su orgánulo central, el núcleo.
Algunos científicos han propuesto que los rayos pueden haber evolucionado para permanecer cerca del lugar donde las señales de luz se convierten en señales nerviosas, un proceso que requiere mucha energía, para bombear energía fácilmente y entregarla rápidamente. Pero luego los estudios comenzaron a sugerir que los fotorreceptores no necesitan tantas mitocondrias para obtener energía, sino que pueden obtener más energía de un proceso llamado glucólisis, que tiene lugar en el citoplasma gelatinoso de la célula.
Li y su equipo se propusieron aprender el papel de estos paquetes de mitocondrias mediante el análisis de los conos de una ardilla de tierra, un pequeño mamífero que tiene una vista increíble durante el día pero es prácticamente ciego por la noche porque sus fotorreceptores son desproporcionadamente conos.
Después de que las simulaciones por computadora sugirieron que los haces mitocondriales podrían tener propiedades ópticas, Li y su equipo comenzaron experimentos reales. Usaron una muestra delgada de la retina de la ardilla, de la cual tomaron la mayoría de sus células, excepto partes de sus conos, por lo que «terminó prácticamente como una bolsa de mitocondrias» cuidadosamente empaquetadas dentro de una membrana, dijo Li.
Arrojar luz sobre esta muestra y examinarla bajo un microscopio confocal especial construido por John Ball, científico del personal del laboratorio de Li y autor principal del estudio, reveló un resultado impresionante. La luz que pasaba a través del haz mitocondrial emergía como un haz brillante y claramente enfocado. Los investigadores capturaron fotos y videos de la luz que se irradia a través de estas microlentes hacia la oscuridad donde, en un animal vivo, se habrían esperado los pigmentos fotorreceptores.
En lugar de ser obstáculos, los paquetes mitocondriales parecen desempeñar un papel fundamental para ayudar a canalizar la mayor cantidad de luz posible a los fotorreceptores con una pérdida mínima, dijo Li.
Con simulaciones, él y sus colegas confirmaron que el efecto de lente fue causado principalmente por el propio haz mitocondrial, no por la membrana que lo rodea (aunque la membrana sí jugó un papel). Una peculiaridad de la historia natural de la ardilla terrestre también les ayudó a probar que la forma del paquete mitocondrial era fundamental para sus habilidades de enfoque: durante los meses en que la ardilla terrestre hiberna, sus paquetes mitocondriales se desordenan y comprimen. Cuando los investigadores simularon lo que sucede cuando la luz pasa a través del haz mitocondrial de una ardilla terrestre en hibernación, descubrieron que no enfocaba la luz tan bien como cuando estaba alargada y muy ordenada.
