Animales similares pueden compartir el mismo nicho sin competir entre sí cuando las adaptaciones fisiológicas les permiten acceder a dicho nicho en momentos diferentes del día. Los ojos de las hormigas toro australianas del género Myrmecia reflejan si sus hábitos son diurnos, crepusculares o nocturnos. Hormigas de tamaño similar, como M. tarsata, M. nigriceps y M. pyriformis, tienen una sensibilidad óptica (de 0,5 a 1,6 µm²sr), un número de facetas por ojo (de 2724 a 3593), un diámetro de sus fotorreceptores (de 2,9 a 5,9 µm) y un diámetro de la lente de cada faceta (de 18 a 30 µm) que crece en función de la hora pico a la que recolectan alimento fuera del nido (ver la figura que abre esta entrada y la tabla de más abajo). Estas hormigas han evolucionado para evitar su competencia mutua gracias a una especiación simpátrica segregando su actividad en el tiempo. Nos lo cuentan Birgit Greiner, Ajay Narendra, Samuel F. Reid, Marie Dacke, Willi A. Ribi and Jochen Zeil, «Eye structure correlates with distinct foraging bout timing in primitive ants,» Current Biology 17: R879-R880, 2007.

El ojo compuesto de los insectos presenta facetas (en las hormigas Myrmecia son miles de facetas), cada una de las cuales representa un omatidio u ojo en miniatura. Cada omatidio consta de un cristalino, una lente para enfocar la luz a través de un cono tansparente, que la concentra en un órgano llamado rabdoma, que está constituido por varias células receptoras (conos). La luz recogida por el rabdoma transmite una señal al cerebro del insecto a través de un nervio óptico. En 1894, A. Mallock propuso que la distribución angular de los omatidios podría calcularse a partir de los límites impuestos por la difracción, por lo que la distribución angular de lentes adyacentes (ΔΦ) no tiene que tener más de dos veces el espacio (Δθ) del dibujo más preciso que cada uno pueda resolver, es decir, el límite de Nyquist según el teorema del muestreo de Whittaker-Shannon. Los estudios experimentales confirman dicha teoría, como nos cuenta G. Adrián Horridge, «El ojo compuesto de los insectos,» Investigacion y Ciencia 12, Sept. 1977 [copia gratis ] (gracias Jesús Espí @Entomoblog por esta referencia).

He tratado de buscar información comparativa entre los ojos de las hormigas Myrmecia pyriformis, Myrmecia gulosa y Nothomyrmecia macrops, sin éxito. Se trata de hormigas primitivas de gran tamaño (las obreras más grandes pueden alcanzar los 3 cm), de costumbres solitarias y muy agresivas. Son muy conocidas en Australia porque sus picaduras (que inyectan ácido fórmico) son muy dolorosas y muy peligrosas para los alérgicos (en Tasmania parece que hay muchos) pudiendo llegar a provocar la muerte.

Los pigmentos visuales fotosensibles de las células de la retina son unas proteínas llamadas opsinas, cuyo centro activo se llama cromóforo; las opsinas forman parte de la familia de receptores acoplados a las proteínas G, objeto del Premio Nobel de Química 2012, y como todas ellas tienen 7 dominios transmembrana. La mayoría de las hormigas tienen opsinas sensibles a la luz en dos bandas de frecuencia, una de onda corta (violeta-azul) y otra de onda larga (verde-amarillo); por ejemplo, las Myrmecia gulosa tienen picos de sensibilidad a los 412 nm, azul, y a los 540 nm, verde (Edmund Lieke, «Graded and discrete receptor potentials in the compound eye of the Australian Bulldog-ant (Myrmecia gulosa),» Biological Cybernetics 40: 151-156, 1981). Los cromóforos en las opsinas de la retina de los insectos son de dos tipos, llamados A1 y A3, aunque las hormigas «primitivas» solo utilizan los A1 (Adriana D. Briscoe, Lars Chittka, «The evolution of color vision in insects,» Annu. Rev. Entomol. 46: 471-510, 2001 [copia gratis]). Una diferencia entre las hormigas y otros himenópteros (hormigas, abejorros, abejas y avispas, entre otros insectos) es la ausencia de fotoreceptores sensibles al ultravioleta (UV).

Me interesaba recabar información sobre los ojos de la Nothomyrmecia macrops, considerada un fósil viviente (filogenia del género Myrmecia); descrita por Clark en 1934, fue redescubierta en 1977 (publicado en Science en 1978). Me han dicho, quizás exagerando, que eran capaces de ver a varios metros de distancia (más de 4 metros), pero no he encontrado información fiable al respecto en la web (la mayoría de las fuentes citan un alcance entre 1 y 2 metros para las Myrmecia, pero no mencionan las Nothomyrmecia). ¿Por qué me interesa este tema? Porque no puedo comprender cómo una hormiga puede ser capaz de ver a distancias de unos 4 metros sin que sus omatidios utilicen una microestructura de tipo cristal fotónico que actúe como una superlente (más allá del límite de difracción). Aunque quizás su secreto sea algo tan simple como unos fotorreceptores enormes en el rabdoma.