Saberes Permanentes

Seres bioluminiscentes

Gran cantidad de especies, sobre todo marinas, generan luz, una facultad con numerosas aplicaciones científicas.

Las luciérnagas no son los únicos seres vivos capaces de emitir luz. Seres tan diversos como medusas, moluscos, peces, bacterias, hongos y hasta tiburones tienen esta capacidad. Los científicos empiezan a entender algunas de sus funciones, como la atracción sexual o la defensa ante depredadores o la caza. Pero también se utiliza para desarrollar aplicaciones prácticas, como la detección de la contaminación, la lucha contra enfermedades como el Alzheimer o el cáncer, o dispositivos para captar emisiones débiles de luz de otros seres, entre ellos, los propios humanos.

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La bioluminiscencia es una facultad más común en la naturaleza de lo que se piensa, si bien el medio marino es el hogar de la mayoría. Se estima que un 90% de las especies de la zona media y abisal de los océanos producen luz de alguna manera y cada vez se encuentran más especies que tienen esta facultad. En la isla canaria de La Gomera se halló el año pasado una babosa marina, bautizada Akera silbo por sus descubridores, que emite destellos luminosos cuando se siente molestada.

Los científicos han descubierto varias maneras de generar esta luz biológica. En el caso de las luciérnagas, algunas especies de calamar y seres unicelulares como los dinoflagelados, la iluminación procede del interior de su cuerpo. En la Bahía de Puerto Mosquito (Puerto Rico), la espectacular emisión lumínica de los dinoflagelados forma parte del atractivo turístico de la isla. Las luciérnagas amplifican además su luz con unos cristales a modo de reflector. La eficiencia de estos insectos en enorme: su emisión se realiza sin apenas pérdidas de energía, frente al 10% de aprovechamiento energético de una bombilla incandescente.

Un 90% de las especies de la zona media y abisal de los océanos emiten luz de alguna manera

Otros seres vivos crean la luz fuera de su organismo, tras la expulsión de las sustancias que originan la reacción luminosa. Es el caso de bastantes crustáceos y algunos cefalópodos de las profundidades marinas. Por su parte, algunos animales, como ciertas especies de gusanos, moluscos o peces, se valen de unas bacterias luminiscentes conservadas en sus vejigas. En algunas de ellas estos órganos están conectados a su sistema nervioso, de manera que controlan la luz.

Las funciones de esta luminiscencia natural son también muy diversas y, en algunos casos, sorprendentes. El elemento de atracción sexual mueve a las luciérnagas para utilizar la luz de sus abdómenes. Los científicos han descubierto que cada especie de luciérnaga emite su luz en una longitud de onda y frecuencia concreta para evitar confusiones con otras especies. La intensa luz de una especie de hongo, la Armillaria mellea, atrae a insectos que dispersan sus esporas, una manera de perpetuar su descendencia.

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El efecto defensivo es otra de las utilidades en varias especies bioluminiscentes. Los organismos sinóforos pueden emitir cientos de partículas brillantes en el mar para confundir a sus atacantes a modo de salvas o "fuegos artificiales". Estas partículas son además pegajosas y se adhieren a la piel de sus atacantes, que se convierten así en reclamo para sus propios depredadores. Algunas medusas y estrellas de mar son capaces de desprenderse de una parte de su cuerpo bioluminiscente para distraer a su enemigo y huir mientras tanto.

La bioluminiscencia también sirve como sistema de caza. El tiburón cigarra ilumina su cuerpo para camuflarse en el agua, salvo una pequeña parte de su vientre, que utiliza para simular la silueta de un pez pequeño y atraer a posibles presas.

Aplicaciones prácticas de la bioluminiscencia

Las bacterias bioluminiscentes del agua se utilizan como detectores ecológicos de la contaminación de su entorno

La bioluminiscencia no sólo es útil para los seres vivos que la producen, sino también para los humanos. Las bacterias bioluminiscentes del agua se utilizan como detectores ecológicos de la contaminación de su entorno. Como los elementos tóxicos afectan a la intensidad de su luz, se puede estimar el grado de polución por esta variable.

La medicina también se beneficia de esta propiedad. La ingeniería genética ha logrado expresar las sustancias bioluminiscentes en cualquier tejido. De esta manera, se pueden estudiar gran cantidad de procesos biológicos ocultos hasta ahora y mejorar el estudio de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson o algunos tipos de cáncer. Con estas sustancias, se evita el uso de marcadores radiactivos, más nocivos para los seres humanos.

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Algunas empresas han aprovechado los avances en este terreno para comercializar peces fluorescentes. En otros casos, se han creado instrumentos para detectar las reacciones químicas luminiscentes más sutiles. La revista 'Plos One' recogía el año pasado el trabajo de unos investigadores japoneses que habían captado por primera vez la bioluminiscencia de los seres humanos. La luz es mil veces más débil que la luz que el ojo humano puede percibir y, por ello, utilizaron cámaras ultrasensibles durante varios días. Los investigadores señalan que la luz es más alta por la tarde y brilla más en mejillas, frente y cuello.

Cómo se origina la bioluminiscencia

La bioluminiscencia se debe a un proceso químico complejo en el que intervienen varios elementos. Estos seres sintetizan luciferina, un compuesto orgánico que reacciona (se oxida) en presencia del oxígeno. La luciferasa es una enzima catalítica que acelera la reacción y el ATP (trifosfato de adenosina), una molécula que genera la energía para que tenga lugar la reacción. El exceso de energía se libera en forma de luz. La composición química de estas sustancias varía en las distintas especies bioluminiscentes. Por ello, se desarrolla una variada gama de colores, entre el verde y el azul como los más comunes, y el rojo o el ámbar en casos más puntuales: la medusa abisal Periphylla periphylla genera tonalidades rojizas.

En cuanto a su origen, no hay una explicación aceptada del todo. Algunas hipótesis sostienen que surgió en los primeros océanos de la Tierra tras los cambios en la composición química de los mismos.