Otolitos: las piedras del equilibrio

Los poco conocidos otolitos son estructuras de carbonato de calcio que se encuentran en el oído interno de los peces donde cumplen un rol en el equilibrio (percepción de la gravedad) y la audición (percepción de ondas). Estas “piedritas” se encuentran en cada una de las tres cavidades que forman parte del laberinto membranoso del oído de los peces (ver imagen), es decir que en total un pez posee 6 otolitos. Los mismos son llamados sagitta, lapillus y asteriscus, de los cuales el más grande y mejor estudiando es por lo general el sagitta¹.

Los paleontólogos usan los otolitos fósiles para reconocer la especie a la cual pertenecen. © Jacqueline Martínez.

Dentro del estudio de los peces esta estructura es importante, ya que el tamaño y ciertas características pueden ser usadas para reconocer la especie a la cual pertenecen. Esto, como se imaginarán es información de gran importancia dentro la paleontología, ya que a partir de los otolitos podríamos reconstruir toda una comunidad de peces sin necesidad de contar con fósiles corpóreos.

Oído interno de un pez teleósteo. Observen los tres canales con sus respectivos otolitos. © Volpedo et al., 2017. Colores añadidos.

Los otolitos se forman por la acumulación periódica en capas concéntricas de minerales a medida que el pez va creciendo, de este modo el número de capas indica el número de años e incluso días que tenía el pez antes de morir –similar a los anillos de crecimiento de los árboles-. Su estudio puede ofrecer información valiosa no sólo sobre el pez portador sino sobre el medio que habitó. Así, por ejemplo, en el otolito se pueden formar capas con contenido de metales pesados indicando un ambiente contaminado, así como también puede ofrecer información sobre las relaciones de predación dentro de un ecosistema: los otolitos al no ser digeridos por el predador pueden ser encontrados en su tracto digestivo o caca; el estudio de estos permite reconocer específicamente de qué peces se alimentó. También las características de los otolitos pueden ofrecer información particular sobre el modo de vida del pez, como a qué profundidades y temperaturas habitaba².

Diferentes morfologías de Saggita. © Ibidem.

Como vertebrados, los humanos, compartimos un esqueleto sumamente similar al resto de los vertebrados, pues lejos de ser “como los animales”, somos animales. Tenemos exactamente la misma estructura básica que todos los demás, que incluye huesos, músculos y órganos. Caballos, serpientes, osos perezosos, pájaros, peces y humanos tenemos, con sus respectivas modificaciones, los mismos sistemas (un plan corporal compartido). Todos los vertebrados, además, tenemos en común aquella estructura llamada otolito. Lo encantador es que, dentro de nuestro cerebro conservamos estas estructuras ancestrales que se remontan a millones y millones de años en la historia de la vida, pues no sólo los peces la usan como “brújula”: nosotros también. Dentro de nuestro oído interno tenemos esas piedritas cálcicas que juegan un papel importante dentro de nuestro equilibrio.

Dentro de nuestro cerebro conservamos estas estructuras ancestrales que se remontan a millones y millones de años en la historia de la vida, pues no sólo los peces la usan como “brújula”: nosotros también

La explicación de cómo funciona el mecanismo de los otolitos en el oído es bastante compleja, pero una versión simplificada podría ser que: los otolitos se encuentran inmersos en un líquido llamado endolinfa dentro de cavidades conectadas por canales. El peso de los otolitos hace que el peso específico dentro de cada cavidad sea diferente, así, cuando se produce un movimiento los cambios en la posición de los otolitos dentro del líquido son percibidos por receptores celulares que envían la información al sistema nervioso transformando el estímulo mecánico en químico-eléctrico³¯.

En los humanos, los otolitos son llamados otoconias y a diferencia de los de los peces, son muy pequeños y numerosos, pero cumplen la misma función en el equilibrio y de manera muy similar. Así que un golpe, por ejemplo, puede provocar que las otoconias se desplacen a un lugar incorrecto dentro del oído y en consecuencia podríamos sufrir vértigo, náuseas y vómito.

Otoconias en humanos. © Vestibular Disorders Association.

Si bien nuestro oído es más complejo que el de los peces, ya que la adaptación al medio aéreo implicó el desarrollo de nuevas estructuras auditivas, el mecanismo de los otolitos ha resultado, a través de millones de años, suficientemente eficiente para permanecer casi intacto. Tanto es así y yendo mucho más lejos, evolutiva y temporalmente hablando, los otolitos están presentes no sólo en los vertebrados sino mucho antes de su aparición.

En los humanos, los otolitos son llamados otoconias y a diferencia de los de los peces, son muy pequeños y numerosos, pero cumplen la misma función en el equilibrio y de manera muy similar. © Shaun Low.

En las medusas y los moluscos hay unas estructuras muy similares llamadas estatolitos, pequeñas piedras que funcionan como órgano de percepción de la gravedad, cumpliendo así el mismo papel en el equilibrio que cumplieran los otolitos en los peces y las otoconias en los mamíferos. (Estatolitos, otolitos y otoconias, más allá de su cambio de nombre, son piedritas que desempeñan un rol en la percepción de la gravedad y por tanto en la conservación del equilibrio en animales tan “diferentes” como invertebrados, peces y mamíferos).

El recuadro señala el ropalio donde se encuentra el estatocisto que contiene un estatolito y un fotorreceptor en una medusa. © Bielecki et al.

Sorprendentemente ¡Las plantas también poseen “otolitos”!⁶, llamados también estatolitos, son orgánulos celulares compuestos por minerales (como el sulfato de bario) o almidón. Los estatolitos se mueven en respuesta a la acción de la gravedad. Imaginen cuán importante es para la planta tener información sobre hacia qué lado deben crecer sus hojas y hacia dónde se deben dirigir sus raíces. Fíjense lo maravilloso de que tanto en plantas como en animales vertebrados e invertebrados exista una estructura tan sencilla cumpliendo un rol perceptivo tan importante. Literalmente no sabríamos dónde estamos sin nuestras piedritas. ¿No es hermoso? Una diminuta bolita mineral como muestra de nuestra –biensabida- conexión con los demás seres vivos.

No cualquier piedrita. Miren este de análisis sobre las formas de los otolitos del pez león, (Pterois volitans).  © Rubio, 2015.

Las plantas también poseen “otolitos”, llamados estatolitos, orgánulos celulares compuestos por minerales o almidón. © Jerry Wang.

Bibliografía

¹ Volpedo, Alejandra et al. 2017. Altas de otolitos de peces de Argentina.

² Tombari, Andrea 2004. El cable semanal. UBA SEGBE. Argetina.

³ Lara Sáenz, Andrés 2004. Sobre la evolución del mecanismo de la audición. X Jornadas de Historia y Filosofía de la Ingeniería, la Ciencia y la Tecnología: Sobre la evolución del mecanismo de audición. España.

Binetti, Carolina. 2015. Fisiología vestibular. REVISTA FASO AÑO 22 – Suplemento vestibular 1° parte – 2015. Argentina.

Wang, Renxin et al. 2021. Design and implementation of a jellyfish otolith-inspired MEMS vector hydrophone for low-frequency detection. Nature.

Kiss, John. Mechanisms of the Early Phases of Plant Gravitropism John Z. Kiss* Department of Botany, Miami University, Oxford, OH 45056 Referee: Dr. Karl Hasenstein, Department of Biology, University of Louisiana at Lafayette, Lafayette, LA 79504–2451.

Rubio Molina, Jacob. 2015. Tesis de grado: Ecomorfología de los otolitos sagittae de Pterois volitans en el área natural protegida “arrecifes de puerto morelos”. UNAM, México.

Imagen de portada: © Paco Joss. 

 

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