BIOLUMINISCENCIA: SERES QUE BRILLAN

¡Buenas! Se acerca la Navidad, temporada del año que algunos odian y a otros les encanta. Ya desde hace un mes nos lo recuerdan; empezando por los polvorones y dulces navideños en los supermercados, pasando por las decoraciones en las tiendas y terminando por la instalación de las luces en las calles, las cuales se llenan de gente y de brillantes colores. De esto último va la entrada de esta semana. Algunos organismos vivos, gracias a un proceso químico llamado bioluminiscencia, son capaces de emitir luz y brillar. Seguro que lo primero que os viene a la cabeza son las luciérnagas, y sí, estáis en lo cierto. Gracias a este proceso, estos insectos son capaces de brillar en la oscuridad como lucecitas de Navidad.

En qué consiste:

La bioluminiscencia es una reacción química que se produce en determinadas zonas del cuerpo del organismo. El oxígeno oxida a la luciferina (una proteína importante en el proceso), la luciferasa (enzima que cataliza el proceso) acelera la reacción y el ATP proporciona la energía necesaria. El resultado es la transformación de la luciferina en oxiluciferina liberándose el exceso de energía en forma de luz. Esta reacción se produce en menos de un milisegundo y se mantiene mientras el organismo permanezca excitado.

Según las composiciones químicas de la luciferina y la luciferasa, se pueden producir colores diferentes. 

Cuál es su utilidad:

Camuflaje

La bioluminiscencia puede ser útil para confundirse con la luz ambiental en el fondo del océano y pasar desapercibido frente a los depredadores. Esto ocurre en el calamar hawaiano Euprymma scolopes, de 35 milímetros de largo. Sin embargo, el calamar no es capaz de emitir luz por sí solo, sino que requiere de la ayuda de una bacteria, Vibrio fischeri, la cual es la encargada de la bioluminiscencia. Tienen una relación de simbiosis; a cambio de alimento, Vibrio fischeri se aloja en un órgano de luz presente en el manto del calamar y emite luz. Éste puede controlar la cantidad de luz emitida.

(Vibrio fischeri es la misma bacteria de la que hablamos hace dos entradas) 

Alimentación

La bioluminiscencia puede ser utilizada como señuelo para atraer a las presas y así comérselas. Un ejemplo muy conocido es el de un pez abisal llamado comúnmente diablo negro del mar (Melanocetus johnsonii) de 9 centímetros de largo, que habita en los océanos Atlántico y Antártico.

Presenta en su cabeza una extensión en forma de caña, que evolucionó a partir de una vértebra. En su extremo se encuentra una forma de bolita de luz en la que se encuentran bacterias bioluminiscentes. El pez permanece invisible en la oscuridad y sólo es observable la luz emitida por esta bolita, la cual atrae a una posible presa. Cuando ésta se acerca lo suficiente, el pez abisal abre su gran boca (que puede abrirse tanto, que incluso puede tragarse peces el doble de grandes que él) y se come a la presa. 

Os dejo una escena graciosa de la película “Buscando a Nemo” donde aparece este pez abisal.

Otro animal que utiliza la bioluminiscencia con este fin, es el pez linterna Photoblepharon palpebratus, de 12 cm de largo. Presenta en la zona de los ojos unos órganos bioluminiscentes que puede controlar a voluntad, como se muestra en la imagen de abajo. Este pez habita en las aguas cálidas del océano Pacífico, océano Índico y Mar Rojo.

 Defensa ante los depredadores

Ciertos animales pueden utilizar la bioluminiscencia de 3 formas diferentes para defenderse frente a los depredadores.

1.  “Grito de alarma”

Los dinoflagelados (que pertenecen al reino Protista) son un grupo de microorganismos unicelulares con dos flagelos, unas estructuras en forma de látigo que les permiten moverse en el agua. Se encuentran en la superficie del mar formando parte del fitoplancton, alimento de muchos animales marinos.

El movimiento en el agua de otro animal, un posible depredador, desencadena el fenómeno de bioluminiscencia y los dinoflagelados se iluminan, con la intención de atraer a un depredador del animal que quiera comérselo. 

2. Distracción

Con esta utilidad tenemos a otro calamar, el calamar vampiro (Vampyroteuthis infernalis), en las profundidades de los océanos Índico, Pacífico y Atlántico. Mide 28 cm de longitud, y tiene los ojos más grandes del reino animal, de unos 2 centímetros  y medio de diámetro. Su cuerpo es gelatinoso y de color rojizo. Tiene, además, dos filamentos sensoriales retráctiles situados entre el primer par de tentáculos, que pueden alcanzar hasta 1 metro de longitud, que les sirve para detectar movimientos en el agua.

Presenta 3 formas diferentes de defensa. La primera consiste en envolverse con los tentáculos, para esconder su cuerpo, convirtiéndose en una bola de aspecto espinoso. Las otras dos defensas están relacionadas con la bioluminiscencia. Una, consiste en mover los tentáculos, modificando la intensidad de la luz emitida, para producir un efecto visual y así parecer que se está alejando, y la otra, consiste en emitir una nube de partículas mucosas bioluminiscentes (de la misma manera que la nube de tinta que emiten otros calamares) para despistar a los depredadores y favorecer su huida. 

Os dejo un vídeo de National Geographic donde hablan de este calamar (en inglés) y realizan  una simulación en ordenador donde se puede apreciar la expulsión de la nube bioluminiscente ante la presencia de un depredador (min 3:30)

3. Aviso de toxicidad

La mayoría de los animales que son tóxicos, utilizan colores vistosos en su cuerpo como advertencia para sus depredadores. Sin embargo, esto tiene una desventaja, y es que en la oscuridad los colores no se pueden apreciar. El milpiés del género Motyxia ha resuelto este problema.

Este animal, que habita en las regiones montañosas del estado de California, sale por las noches a alimentarse y puede ser un blanco perfecto para sus depredadores, pero parece haber diseñado una defensa; rezuma cianuro de unos poros laterales de su cuerpo, lo cual es tóxico, y para avisar del peligro, emite luz por todo su cuerpo.

Reproducción 

Algunos animales utilizan la bioluminiscencia para crear patrones de luz e identificarse, imprescindible para reproducirse con individuos de su misma especie. Como ejemplo, tenemos a las ya mencionadas luciérnagas, escarabajos de la familia Lampyridae, de las que se encuentran unas 2000 especies. El macho, en la época de reproducción, emite un patrón característico de su especie para atraer la atención de una hembra, que, a su vez, emite otro patrón de luz como respuesta. Así puede verse un baile de luces en las noches de verano, como en la primera imagen de esta entrada.

Existe una especie de hongo (Panellus stipticus) bioluminiscente que utiliza la emisión de luz con una finalidad similar. En realidad, el hongo iluminado atrae la atención de los animales que al tocarlo se llevan las esporas, esparciéndose y pudiendo crecer en otras zonas. Se encuentra en Asia, Australia, Europa y Norteamérica. 

No confundir con biofluorescencia

Para terminar, hablaré de un término que a veces se confunde con la bioluminiscencia.

La biofluorescencia es una propiedad que tienen algunas sustancias de reflejar luz con mayor longitud de onda de la recibida. Cuando estas sustancias absorben luz, sus electrones se excitan y suben a niveles de energía mayores, para después volver a su nivel basal y liberar un fotón de menor energía, emitiendo así luz. 

Este fenómeno ocurre en los escorpiones cuando son iluminados con luz ultravioleta, observándose azules. Muy útil por si te encuentras en el desierto y no quieres ser picado por uno de ellos. La intensidad de la biofluorescencia aumenta con la edad del escorpión y la dureza de su cutícula. 

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