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Los mecanismos con los que estos cefalópodos son capaces de mimetizarse con los colores del fondo marino, mediante el control de millones de células pigmentadas de la piel, son más complejos de lo que se pensaba. Esta destreza de cambio del patrón de la piel es progresiva y diferente con un mismo sustrato.
Muchas especies de cefalópodos son capaces de camuflarse adaptando su apariencia al entorno. Para ello utilizan un sistema motor que controla la expansión de varios millones de células pigmentarias de la piel, denominadas cromatóforos. La generación de patrones cutáneos depende de la coordinación instintiva de miles de motoneuronas que interpretan escenas visuales complejas, un mecanismo del que apenas hay estudios.
"Esta habilidad la poseen algunos cefalópodos coleoideos, entre los que se incluyen la sepia, los pulpos y, en menor medida, el calamar", dice a SINC Guilles Laurent, científico del Instituto Max Planck de Investigación Cerebral (Alemania). El experto lidera un trabajo de observación que sugiere que, en el caso de la sepia común (Sepia officinalis), este sistema es muy flexible y adaptable, lo que aporta nuevos conocimientos sobre este complejo proceso fisiológico. Los resultados del estudio se publican hoy enNature.
"Estudiamos cómo los animales establecen un camuflaje observando y cuantificando el cambio en el patrón de la piel, a resolución de cromatóforos, en cientos de miles de ellos, y a lo largo del tiempo", añade Laurent.
Los pigmentos están contenidos en estas células individuales, o cromatóforos, de la piel. Cada uno de ellos es una célula cuyo diámetro puede modificarse mediante un conjunto de unos 20 pequeños músculos por célula. Cuando los músculos se contraen, el diámetro del cromatóforo aumenta. Si se relajan, disminuye. De este modo, cada cromatóforo puede variar entre unos 10 y 300 micrómetros.
Los músculos de cada cromatóforo están bajo el control de una motoneurona situada en el cerebro. Una sepia adulta tiene alrededor de un millón de cromatóforos, por lo que su piel es un sistema de visualización, “un poco como una pantalla de televisión de alta definición, donde los píxeles son los cromatóforos, y su control es por tamaño más que por intensidad”, ejemplifica el científico. En las sepias, los pigmentos son de tres colores: amarillo, rojo y marrón oscuro.
"Cuando un animal quiere esconderse de una presa o un depredador, primero observa con los ojos el sustrato que quiere igualar y controla con el cerebro el estado de todos sus cromatóforos. El objetivo final es igualar la textura o el patrón de ese sustrato", explica Laurent.
Para conocer el comportamiento de camuflaje de estos animales, usaron fondos naturales y artificiales, reuniendo más de 200.000 imágenes que se utilizaron para cartografiar el proceso de cambio de color con una resolución unicelular. Los datos de estos mapas indicaban que cada patrón era muy detallado y que el mismo fondo podía producir multitud de resultados diferentes.
"Lo que demostramos es que los animales generan un camuflaje determinado de forma diferente cada vez (incluso para el mismo sustrato objetivo), y lo construyen progresivamente a lo largo de muchos segundos, mediante un proceso de aproximación y mejora progresivas, interrumpido por paradas, durante las cuales los animales parecen comparar el estado de su patrón con el que intentan igualar", asegura el experto.
Esto supone que tienen una forma de retroalimentación continua y el camuflaje final es el producto de sucesivos pasos de corrección de errores, lo que indica que el proceso es muy adaptable y no sigue un camino fijo.
La excepción a esta regla se produjo durante el 'escaldado', un mecanismo de defensa en el que los cefalópodos palidecen en respuesta a estímulos amenazantes. "Se vuelven blancas y una vez que la amenaza ha desaparecido, vuelven a su patrón de camuflaje inicial", indica el investigador. Se observó que este proceso era rápido y directo, y que la memoria retenida del camuflaje inicial volvía a expresarse una vez retirada la amenaza.
"El sistema cromatóforo se utiliza de muchas formas. En el escaldado sirve para asustar a posibles depredadores. Estudiamos también el blanqueamiento utilizando el mismo enfoque y descubrimos que difiere fundamentalmente del camuflaje en que es dirigido, fiable y se superpone a un patrón atenuado y coexistente", apunta Laurent.
Estos resultados aportan valiosos conocimientos sobre el modo en que estos mecanismos de supervivencia interactúan entre sí y cómo se logra el complejo proceso de igualación de colores a escala celular.
Referencia:
Gilles Laurent et al. "The dynamics of pattern matching in camouflaging cuttlefish". Nature (junio, 2023).