¿Cómo consiguen los pulpos cambiar de color?

Los pulpos pueden ser los bichos raros de la naturaleza: tienen cuerpos blandos que pueden pasar a través de pequeñas grietas; ocho brazos cubiertos de ventosas que pueden volver a crecer; tres corazones que bombean sangre azul (rica en cobre) por sus venas; y cerebros masivos en forma de dona que les dan una inteligencia superior en comparación con otros invertebrados. Pero podría decirse que el rasgo más impresionante de los pulpos es su capacidad para cambiar rápidamente de color y mezclarse con su entorno, camuflándose a voluntad.

El camuflaje es una habilidad importante compartida por casi todos los cefalópodos, un grupo de invertebrados marinos que también incluye calamares y sepias, pero los pulpos lo han llevado a otro nivel. Estos animales tienen los patrones de mayor resolución de todos los cefalópodos y muestran algunas de las transiciones de color más rápidas de todo el reino animal.

El dominio del camuflaje de los pulpos ha desconcertado a los investigadores desde los inicios de la ciencia. Hace unos 2.400 años, Aristóteles, el antiguo filósofo griego que suele considerarse uno de los padres fundadores de la ciencia moderna, anotó observaciones detalladas sobre el camuflaje de los pulpos, la primera persona conocida que lo hizo, según declaró a Live Science Leila Deravi, bioquímica de la Universidad Northeastern de Massachusetts que estudia la mecánica del camuflaje de los pulpos. “Pero aunque el camuflaje de los pulpos se ha estudiado y observado durante siglos, no se han hecho muchos avances hasta hace muy poco”, dijo.

He aquí por qué todavía hay un gran misterio sin resolver en torno al camuflaje de los cefalópodos: cómo son tan buenos para combinar el color de su piel con el de su entorno. Esto hace que sea “casi imposible” responder exactamente cómo funciona, según Deravi. Sin embargo, en las últimas décadas, la tecnología de punta ha permitido a los investigadores “separar” los componentes individuales del camuflaje de los cefalópodos y ahora están comenzando a comprender cómo funcionan.

¿Qué hace que un pulpo cambie de color?

Los pulpos pueden cambiar de color porque tienen cromatóforos, órganos diminutos que cambian de color que están repartidos por toda la piel de un pulpo. En el corazón de cada cromatóforo hay pequeños sacos llenos de nanopartículas de un pigmento llamado xantomatina. Los sacos de pigmento están rodeados por una matriz elástica que, a su vez, está conectada a las células musculares que rodean el saco en forma de estrella puntiaguda. A medida que estas células musculares se contraen, el saco de pigmento se estira, lo que permite que entre más luz en la célula y se refleje en las partículas de xantomatina. Debido a que la xantomatina absorbe ciertas longitudes de onda, o colores, de la luz visible, la luz que refleja hacia afuera del cromatóforo es de un color diferente en comparación con la luz que ingresó primero a la célula.

Según Deravi, hay tres capas de cromatóforos en la piel de un pulpo, y cada capa tiene partículas de xantomatina que reflejan un color diferente. La capa superior produce un color amarillo, la capa intermedia refleja un color rojo y la capa inferior produce un color marrón. Los pulpos pueden combinar estos colores cambiando la forma de los cromatóforos en cada capa, lo que permite a los cefalópodos crear una amplia gama de tonos.

Cada cromatóforo individual, de los que puede haber decenas de miles o incluso millones dependiendo del tamaño de la especie, se controla con señales neuronales directas del cerebro del pulpo que hacen que los músculos que rodean el saco se contraigan o se relajen, cambiando su forma. “Es como si flexionaras tus bíceps, tu cerebro le indica que se flexione y se flexiona”, remarcó Deravi. “Con los cromatóforos, el cerebro del pulpo está enviando señales para tirar de estos músculos para abrir estos sacos, lo que luego cambia el color de la piel”, añadió.

Los cromatóforos no son las únicas estructuras involucradas en la fiesta del cambio de color. Órganos adicionales, conocidos como iridóforos y leucóforos, en la piel de ciertas especies de pulpos pueden ayudar a realzar o alterar los colores que producen. Los iridóforos son un poco más grandes que los cromatóforos y ayudan a crear los colores más luminiscentes y metálicos de los pulpos. Los iridóforos contienen una proteína llamada reflectina, que se acumula dentro de los iridóforos para crear un efecto de espejo, según un estudio de 2018 publicado en la revista IOP Science. Los leucóforos son similares en tamaño a los cromatóforos pero tienen pigmentos blancos especializados en lugar de xantomatina, que dispersan o refractan la luz y ayudan a controlar el contraste y el brillo de los colores. Tanto los iridóforos como los leucóforos se expanden y contraen mediante señales neuronales del cerebro, al igual que los cromatóforos.

Los pulpos también poseen maquinaria en su piel que les ayuda a cambiar su textura, lo que agrega otra capa a su camuflaje. Tienen pequeñas protuberancias llamadas papilas que pueden relajarse, haciendo que la piel sea suave como algas, o contraerse, haciendo que la piel se vuelva grumosa y áspera como una roca. Las papilas también están controladas por señales neuronales del cerebro, pero este proceso de cambio de textura se comprende aún menos que el cambio de color, dijo Deravi.

¿Qué hace que los pulpos sean tan buenos para cambiar de color?

Muchos animales confían en el camuflaje, pero los pulpos están en una liga propia, en gran parte debido a la velocidad y precisión con la que pueden cambiar entre colores muy diferentes. “Es una fracción de segundo”, destacó Deravi. “Creo que las transiciones más rápidas están por debajo de los 100 milisegundos (0,1 segundos), que es más rápido que un abrir y cerrar de ojos”.

Por el contrario, los camaleones pueden tardar varios segundos o más de un minuto en cambiar completamente de color. Según la especialista, los pulpos pueden hacer cambios de color tan rápidos porque “su cerebro está profundamente interconectado con la superficie de la piel”. “Tienen estos mecanismos de señalización realmente rápidos para poder decir ‘enciende aquí’ y ‘apaga allí’ por todo el cuerpo”, subrayó.

La razón principal de esta interconexión entre el cerebro y la piel es que, a diferencia de la mayoría de los cerebros de animales, los cerebros de pulpo no están confinados a una sola región (es decir, la cabeza). Además de sus cerebros en forma de dona, los pulpos tienen “bolsillos cerebrales” o nódulos, en todo el cuerpo y en los brazos. Los investigadores creen que esto permite que los brazos de pulpo individuales tengan una mente propia, lo que podría desempeñar un papel en el cambio de color. “Sin embargo, tratar de entender cómo funciona esto es otra área de investigación”, añadió.

Los pulpos también tienen más cromatóforos que los calamares y las sepias por pulgada cuadrada de piel, lo que les ayuda a crear patrones de súper alta resolución en comparación con otros cefalópodos. Sin embargo, todavía hay un gran misterio sin resolver en torno al camuflaje de los cefalópodos: cómo son tan buenos para combinar el color de su piel con el de su entorno. A pesar de su capacidad para crear una amplia variedad de colores diferentes, la mayoría de los pulpos y otros cefalópodos son daltónicos: los ojos de los pulpos solo tienen un tipo de fotorreceptor, las células convierten la luz en señales neuronales, lo que significa que solo pueden detectar diferencias en la intensidad de la luz, según un artículo de revisión publicado en 2020 en la revista Frontiers in Physiology.

Una posible explicación es que los ojos del pulpo pueden ver el color sin fotorreceptores. Un estudio de 2016 publicado en la revista Biophysics and Computational Biology planteó la hipótesis de que hay tipos de receptores adicionales en los ojos de los pulpos que no nos son familiares y que podrían permitir que los cefalópodos vean los colores de una manera diferente a la de los humanos y otros animales.

También hay teorías de que los receptores de luz en la piel podrían ayudar a los pulpos a igualar los colores que los rodean. Estudios anteriores han demostrado que los brazos del pulpo pueden reaccionar a los cambios en la intensidad de la luz cuando los pulpos no pueden ver. Sin embargo, todavía no hay evidencia de que esto les ayude a ver los colores.

“Comprender más acerca de cómo los pulpos cambian de color es extremadamente desafiante porque a los investigadores no se les permite experimentar con cefalópodos mientras están vivos debido a su inteligencia”, finalizó Deravi. (Los pulpos se consideran inteligentes porque pueden resolver problemas complejos, usar herramientas y sentir dolor). En el Reino Unido, se ha propuesto que los pulpos y los calamares se incluyan como seres sintientes.