Cómo las sepias, sin distinguir colores, logran fundirse a la perfección con el lecho marino

Un estudio reveló que las sepias, cefalópodos daltónicos, ajustan su camuflaje de forma activa y continua, mediante un proceso de autocorrección controlado por el cerebro, en lugar de adoptar un patrón instantáneo y fijo al detectar su entorno.

La investigación, publicada en Nature, fue codirigida por Sam Reiter, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en Japón, y Gilles Laurent, del Instituto Max Planck de Investigación del Cerebro en Alemania.

Para llevarla a cabo filmaron a una docena de ejemplares jóvenes de Sepia officinalis, la especie europea común, nacidos de huevos recolectados en el Canal de la Mancha y el Atlántico Norte. Los animales medían entre 4,2 y 9 centímetros de longitud.

El experimento se realizó en un tanque de laboratorio de aproximadamente 70 centímetros por lado, con fotografías impresas de piedras y guijarros —piedras pequeñas y redondeadas— que cubrían el fondo y se reemplazaban cada 5 a 10 minutos mediante una manivela manual.

El proceso de camuflaje es más complejo de lo que se creía

17 cámaras de alta resolución ubicadas sobre el tanque registraron la piel de los animales a 25 fotogramas por segundo. Con ese nivel de detalle, cada saco de pigmento llamado cromatóforo, ocupaba aproximadamente 54 píxeles en imagen. Una cámara adicional gran angular captó la vista completa del ejemplar en simultáneo.

El equipo recopiló más de 200.000 imágenes de un solo ejemplar, obtenidas de 27 horas de video. Para procesar ese volumen de datos, empleó una red neuronal (un tipo de inteligencia artificial) junto con una supercomputadora de OIST, que convirtió cada imagen en una serie de números que describían el patrón de piel.

Los estudios anteriores habían identificado apenas tres tipos básicos de configuraciones en estas criaturas. El nuevo análisis detectó cerca de 60 formas independientes en que el patrón puede variar, y los investigadores señalaron que esa cifra probablemente subestima el total real.

La piel se corrige a sí misma en varias etapas

Cuando los investigadores cambiaban el fondo del tanque, las sepias tardaban aproximadamente un minuto en adaptar su piel al nuevo entorno. Sin embargo, el proceso no era uniforme: alternaban movimientos rápidos con pausas antes de alcanzar el patrón definitivo. Al analizar 85 transiciones en tres animales, el equipo observó que esas interrupciones se volvían más frecuentes y prolongadas a medida que la configuración se acercaba a su resultado final.

“Las sepias se pasaban de largo del patrón de piel objetivo, hacían una pausa y luego regresaban”, describió Theodosia Woo, estudiante de posgrado en el Instituto Max Planck y una de las dos primeras autoras del estudio. “Probablemente reciben información continua sobre el patrón de su piel y la utilizan para ajustar su camuflaje”, agregó.

Los autores compararon este proceso con el movimiento de una mano que corrige su trayectoria mientras se acerca a un objeto, en contraste con un lanzamiento que, una vez ejecutado, ya no puede modificarse.

Cada repetición activa grupos distintos de células

Uno de los hallazgos más llamativos del estudio fue que, incluso cuando el mismo animal se enfrentaba al mismo cambio de fondo por segunda vez, el resultado visual era idéntico a simple vista, pero los grupos de cromatóforos que se activaban eran diferentes.

En un caso documentado, unos 1.100 sacos de pigmento que habían actuado de manera coordinada durante el primer cambio se reorganizaron en 15 grupos separados durante la segunda repetición. Esto indica que el cerebro no almacena ni ejecuta una secuencia fija, sino que recalcula el patrón cada vez.

El blanqueo funciona como un sistema paralelo y distinto

El estudio también exploró otra respuesta cutánea de las sepias: el blanqueo, que consiste en ponerse pálidas ante una amenaza. Para provocarlo, los investigadores acercaban su mano a 20 centímetros del animal o proyectaban en una pantalla un círculo oscuro que crecía de tamaño.

A diferencia del camuflaje, el blanqueo fue rápido y directo, sin pausas ni correcciones intermedias. Sin embargo, al observar la piel de cerca, seguían siendo visibles trazos tenues del diseño de camuflaje previo. Y en 16 de los 17 ensayos realizados con un mismo individuo, la sepia recuperó casi exactamente el mismo patrón al desaparecer la amenaza.

“La palidez se asemeja más a una respuesta que anula temporalmente las señales de camuflaje del cerebro y podría estar controlada por un circuito neuronal completamente diferente en el cerebro”, señaló Xitong Liang, quien realizó el trabajo como investigador posdoctoral en el Instituto Max Planck y actualmente se desempeña en la Universidad de Pekín.

Aún se desconoce qué mecanismo retroalimenta al cerebro

Una pregunta central permanece sin respuesta: ¿cómo sabe el cerebro de la sepia qué aspecto tiene su propia piel? Las hipótesis incluyen que los animales usen sus ojos para observar su propio cuerpo, que tengan algún tipo de sensor muscular alrededor de cada cromatóforo, aunque hasta ahora no se encontró nada similar, o que el cerebro conserve una copia interna de las instrucciones que acaba de enviar.

Woo planteó como posible experimento futuro cubrir la piel del animal mientras cambia de patrón, de modo que no pueda verse a sí mismo, y observar si las pausas y correcciones continúan ocurriendo, lo que permitiría determinar si los ojos están involucrados en el proceso.

El próximo paso, según Liang, es registrar la actividad cerebral de las sepias mientras modifican su piel, con el objetivo de descifrar cómo controlan ese proceso desde el sistema nervioso.