En 2019, si todo va según lo previsto, el tan retrasado telescopio espacial James Webb se pondrá finalmente en órbita. Una vez montado, utilizará un conjunto de 18 espejos hexagonales para recoger y enfocar la luz de galaxias lejanas. Este diseño de espejos segmentados se desarrolló en la década de 1980, y ha tenido tanto éxito que figurará en casi todos los grandes telescopios que se construirán en un futuro próximo.
Pero como siempre, la naturaleza llegó primero. Durante millones de años, las vieiras han observado el mundo con docenas de ojos, cada uno de los cuales tiene un espejo segmentado que es increíblemente similar a los de nuestros grandes telescopios. Y los científicos acaban de echar un buen vistazo a una de ellas por primera vez.
Sí, esas vieiras, los discos de carne blanca que adornan nuestros platos. Esos discos son sólo los músculos que los animales utilizan para cerrar sus hermosas conchas. Mire una vieira completa y viva, y verá un animal muy diferente. Y ese animal le devolverá la mirada, usando docenas de ojos que recubren el manto carnoso en los bordes interiores de su concha. Algunas especies tienen hasta 200 ojos. Otras tienen ojos de color azul eléctrico.
Dentro de los ojos, la rareza se profundiza. Cuando la luz entra en un ojo humano, pasa a través de una lente, que la enfoca en la retina, una capa de células sensibles a la luz. Cuando la luz entra en el ojo de una vieira, pasa a través de una estructura parecida a una lente, que… no parece hacer nada. A continuación, pasa por dos retinas superpuestas. Finalmente, choca con un espejo curvado en la parte posterior del ojo, que lo refleja en las retinas. Es este espejo, y no la lente, el que enfoca la luz entrante, de forma muy parecida a como lo hacen los telescopios segmentados.
Michael Land, de la Universidad de Sussex, descubrió gran parte de esto en la década de 1960, observando cuidadosamente los ojos bajo un microscopio, y trazando el camino que la luz debe seguir dentro de ellos. Identificó el espejo, demostró que está formado por cristales estratificados y sugirió que los cristales están hechos de guanina, uno de los componentes básicos del ADN. «Es muy impresionante cómo Land acertó en casi todo a partir de unos planteamientos bastante simples», dice Daniel Speiser, de la Universidad de Carolina del Sur, que también estudia los ojos de las vieiras. «Pero nadie había conseguido ver bien un espejo intacto»
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El problema es que los microscopios potentes tienden a deshidratar las muestras en el proceso de análisis, y eso arruinaría la colocación de los cristales del espejo. Ahora, Lia Addadi, del Instituto de Ciencias Weizmann, ha encontrado una forma de evitar este problema. Su equipo, que incluye a Benjamin Palmer y Gavin Taylor, utilizó un microscopio que congela rápidamente las muestras, de modo que todo lo que hay dentro permanece en el lugar correcto. Por fin han reconstruido la estructura del espejo con todo lujo de detalles, confirmando muchas de las ideas de Land y ampliando otras.
El espejo está formado por cristales de guanina planos y cuadrados, cada uno de ellos de una millonésima de metro de ancho. Se teselan juntos en una cuadrícula similar a un tablero de ajedrez. Entre 20 y 30 de estas rejillas se apilan unas sobre otras, con un espacio lleno de líquido entre ellas. Y las capas están dispuestas de manera que los cuadrados de cada una se encuentran directamente debajo de los cuadrados de la anterior. Los cristales y los huecos entre ellos tienen un grosor de 74 y 86 milmillonésimas de metro, respectivamente, y estas distancias tan exactas hacen que el espejo en su conjunto sea excelente para reflejar la luz azul-verde, el color que domina el hábitat submarino de la vieira.
Toda la estructura es una clase magistral de ingeniería de precisión. «Cuando hay una solución física elegante, el proceso evolutivo es muy bueno para encontrarla», dice Alison Sweeney, física de la Universidad de Pensilvania que estudia la visión de los animales.
Esta precisión es aún más notable porque los cristales de guanina no se forman naturalmente en cuadrados delgados. Si se cultivan en el laboratorio, se obtiene un prisma grueso. Claramente, la vieira controla activamente el crecimiento de estos cristales, dándoles forma a medida que se forman. Los cristales de guanina crecen en capas, y Addadi cree que la vieira cambia de alguna manera la orientación de cada capa en 90 grados con respecto a las que están por encima y por debajo. A medida que las capas crecen hacia fuera, lo hacen sólo en cuatro direcciones, creando un cuadrado. Cómo lo hace es un misterio, como lo es todo lo demás sobre la forma de los espejos.
Además, el espejo no es una estructura inanimada dentro del ojo. Es un ser vivo. Los cristales cuadrados crecen dentro de las células del ojo de la vieira, llenándolas. Son las células las que luego se teselan para formar las capas. «Las células no pueden estar muertas», dice Addadi, «o todo se rompería». Así que las células no sólo tienen que controlar el crecimiento de los cristales en su interior, sino que también tienen que comunicarse entre sí para organizarse de la forma adecuada. «¿Cómo lo hacen? Realmente no lo sé», añade.
Cualquiera que sea su truco, está claro que produce resultados. La visión de las vieiras no va a rivalizar con la nuestra a corto plazo, pero es mucho más aguda de lo que cabría esperar para un animal que es básicamente una almeja de lujo. Speiser lo demostró hace una década poniendo a las vieiras en pequeños asientos y reproduciendo películas de partículas de comida a la deriva. Incluso cuando las partículas tenían sólo 1,5 milímetros de ancho, las vieiras abrían sus conchas, listas para alimentarse. «La idea de que estos animales están formando imágenes realmente agradables con sus ojos me parece muy sólida», dice Speiser.
El equipo de Addadi también se dio cuenta de que el espejo de la vieira está ligeramente inclinado en relación con sus retinas. Como resultado, el espejo enfoca la luz del centro del campo visual del animal en la retina superior, y la luz de la periferia en la inferior. Quizá por eso la criatura tiene dos retinas: Le permiten enfocar diferentes partes de su entorno al mismo tiempo.
«Es un estudio realmente sorprendente», dice Jeanne Serb, de la Universidad Estatal de Iowa, que también ha estudiado los ojos de las vieiras. Ayuda a resolver el misterio de las retinas dobles -algo que los científicos han intentado abordar durante mucho tiempo, sin éxito-.
Pero Speiser no está completamente convencido. Dice que los ojos se deforman fácilmente cuando se diseccionan, e incluso un suave aplastamiento podría cambiar la orientación del espejo y las retinas. Aun así, no tiene una explicación mejor, a pesar de haber probado varias ideas posibles durante los últimos 12 años. «Nada se ha comprobado, y ésta es una hipótesis tan buena como cualquier otra», dice.
El próximo gran objetivo de los aficionados a las vieiras, añade, es averiguar por qué éstas tienen tantos ojos. Probablemente le permiten escanear un área amplia, pero ¿considera la información de cada ojo por separado o los combina todos en una sola imagen? Tras siglos de estudio, los científicos saben por fin cómo ve cada ojo por separado. Pero «todavía no tenemos ni idea de lo que percibe el animal en su conjunto», afirma.