Monocromía

Monocromía (del griego mono, que significa "uno" y chromo, que significa "color") es la capacidad de los organismos o máquinas de percibir solo la intensidad de la luz sin respetar la composición espectral. Estos organismos y máquinas son daltónicos en el sentido más literal de la palabra. Los organismos con monocromía se llaman monocromáticos.

Muchos mamíferos, como los cetáceos, el mono búho y el león marino australiano (en la foto de la derecha) son monocromáticos.

En los seres humanos, la ausencia de visión de los colores es uno entre otros síntomas de enfermedades graves hereditarias o adquiridas, como la acromatopsia o la monocromía del cono azul, que en conjunto afectan a aproximadamente 1 de cada 30.000 personas. El afectado puede distinguir la luz, la oscuridad y los tonos de gris, pero no el color.

Humanos

La visión humana se basa en una retina dúplex, que comprende dos tipos de células fotorreceptoras. Los bastones son los principales responsables de la visión escotópica con luz tenue y los conos son los principales responsables de la visión fotópica con luz diurna. Para todos los vertebrados conocidos, la visión escotópica es monocromática, ya que normalmente hay una sola clase de bastones. Sin embargo, la presencia de múltiples clases de conos que contribuyen a la visión fotópica permite la visión del color durante el día.

La mayoría de los humanos tienen tres clases de conos, cada uno con una clase diferente de opsina. Estas tres opsinas tienen diferentes sensibilidades espectrales, lo cual es un requisito previo para la tricromacia. Una alteración de cualquiera de estas tres opsinas de cono puede provocar daltonismo.

1. Tricromía anómala, cuando los tres conos son funcionales, pero uno o más se altera en su sensibilidad espectral.
2. Dichromacy, cuando uno de los conos no funciona y uno de los canales opositores rojo-verde o azul-amarillo están completamente deshabilitados.
3. Monocromacia de cono, cuando dos de los conos no funcionan y ambos canales de opositor cromáticos están deshabilitados. La visión se reduce a negros, blancos y grises.
4. Rod Monochromacy (Achromatopsia), cuando los tres conos no funcionan y por lo tanto la visión fotográfica (y por lo tanto la visión de color) está deshabilitada.

La monocromía de la visión fotópica es un síntoma tanto de la monocromía de conos como de la monocromía de bastones, por lo que estas dos condiciones generalmente se denominan colectivamente monocromía.

Monocromía de varilla

La monocromía de bastones (RM), también llamada acromatopsia completa congénita o daltonismo total, es una forma rara y extremadamente grave de un trastorno de la retina de herencia autosómica recesiva que provoca una discapacidad visual grave. Las personas con RM tienen una agudeza visual reducida (normalmente alrededor de 0,1 o 20/200), tienen daltonismo total, fotoaversión y nistagmo. El nistagmo y la fotoaversión suelen estar presentes durante los primeros meses de vida y la prevalencia de la enfermedad se estima en 1 entre 30.000 en todo el mundo. Dado que los pacientes con RM no tienen función de cono, carecen de visión fotópica, confiando completamente en sus bastones y en la visión escotópica, que es necesariamente monocromática. Por lo tanto, no pueden ver ningún color sino sólo tonos de gris.

Monocromía del cono

La monocromía de conos (CM) es una condición definida por la exhibición de una sola clase de conos. Un monocromático de cono puede tener buenos patrones de visión en niveles normales de luz diurna, pero no podrá distinguir tonos.

Como los humanos suelen exhibir tres clases de conos, los conos monocromáticos pueden hipotéticamente derivar su visión fotópica de cualquiera de ellos, lo que lleva a tres categorías de conos monocromáticos:

1. El monocromacia de cono azul (BCM), también conocido como monocromacia de cono S, es una enfermedad de cono ligada a X. Es un síndrome de disfunción estacionaria rara congénita cone, que afecta a menos de 1 en 100.000 individuos, y se caracteriza por la ausencia de función L- y M-cone. BCM resulta de mutaciones en un solo gen de opisina híbrido rojo o verde, mutaciones tanto en los genes rojos como en los opers verdes o supresiones dentro del LCR adyacente (región de control de locus) en el cromosoma X.
2. El monocromacia de cono verde (GCM), también conocido como monocromacia de M-cono, es una condición donde los conos azul y rojo están ausentes en la fovea. Se estima que la prevalencia de este tipo de monocromacia es inferior a 1 en 1 millón.
3. El monocromacia de cono rojo (RCM), también conocido como monocromacia de L-cono, es una condición donde los conos azul y verde están ausentes en la fovea. Al igual que el GCM, la prevalencia del MCR también se estima en menos de 1 millón.

Los monocromáticos de cono con función normal de bastón a veces pueden exhibir una visión de color leve debido a la dicromacia condicional. En condiciones mesópicas, tanto los conos como los bastones están activos y las interacciones oponentes entre los conos y los bastones pueden permitir una ligera visión del color.

Según Jay Neitz, investigador de la visión del color de la Universidad de Washington, cada uno de los tres conos estándar de detección de color en la retina de los tricrómatas puede detectar aproximadamente 100 gradaciones de color. El cerebro puede procesar las combinaciones de estos tres valores de modo que el ser humano medio pueda distinguir alrededor de un millón de colores. Por tanto, un monocromático sería capaz de distinguir unos 100 colores.

Mamíferos

Hasta la década de 1960, la creencia popular sostenía que la mayoría de los mamíferos, aparte de los primates, eran monocromáticos. Sin embargo, en el último medio siglo, el enfoque en las pruebas genéticas y de comportamiento de los mamíferos ha acumulado evidencia extensa de visión de color al menos dicromática en varios órdenes de mamíferos. Actualmente se suele suponer que los mamíferos son dicrómatas (que poseen conos S y L), siendo los monocromáticos la excepción.

Dos órdenes de mamíferos que contienen mamíferos marinos exhiben visión monocromática:

• Pinnipeds (incluyendo focas, lobos marinos y morsas)
• Cetáceos (incluyendo delfines y ballenas)

A diferencia de la tricromacia exhibida en la mayoría de los primates, los monos búho (género Aotus) también son monocromáticos. Se ha demostrado que varios miembros de la familia Procyonidae (mapache, mapache cangrejero y kinkajou) y algunos roedores son monocromáticos de cono, habiendo perdido la funcionalidad del cono S (conservando el cono L).

La luz disponible en el hábitat de un animal es un determinante importante de la visión del color de un mamífero. Los mamíferos marinos, nocturnos o excavadores, que experimentan menos luz, tienen menos presión evolutiva para preservar la dicromacia, por lo que a menudo evolucionan a la monocromía.

Un estudio reciente que utilizó análisis por PCR de los genes OPN1SW, OPN1LW y PDE6C determinó que todos los mamíferos de la cohorte Xenarthra (que representa perezosos, osos hormigueros y armadillos) desarrollaron monocromía de bastones a través de un ancestro de tallo.