Bioluminiscencia, ¿por qué hay seres vivos que brillan?
Existen diversos organismos con la capacidad de brillar en la oscuridad, ¿cómo es que pueden hacerlo?
El espectáculo aéreo de las luciérnagas lo proporcionan los machos, que son llamados por las hembras desde el suelo o vegetación, ya que no pueden volar. / ruiruito / iStock
Uno de los eventos más hermosos que podemos ver en el campo (sea en un bosque, un prado, una cueva o una playa) es verlo lleno de luz durante la noche. Pero no luz artificial brindada por focos o lámparas, ni la luz de las estrellas o la luna, sino la luz emitida por distintos seres vivos, como las luciérnagas. Y es que estar rodeado de oscuridad con esta iluminación generada por la vida terrenal tiene una magia difícil de replicar.
En el caso de las luciérnagas, estas pertenecen a la familia Lampyridae, cuyos integrantes se caracterizan por su capacidad de producir bioluminiscencia. Estos insectos utilizan los destellos de luz para comunicarse, siendo parte de sus rituales de apareamiento, la hembra emite luz para atraer a los machos, mismos que responden con su propia luz para iniciar el cortejo, pero si la hembra no está interesada en uno en específico o se siente amenazada dejará de emitir luz.
La increíble capacidad de generar luz se produce, en general, por medio de un grupo de moléculas cuyo nombre proviene del latín, lux, “luz”, y ferre, “llevar”, es decir, “portador de luz”. Estas moléculas son las luciferinas, que son oxidadas por la acción de una enzima llamada luciferasa; en la mayoría de los casos esta reacción requiere de oxígeno para poder llevarse a cabo.
Las enzimas son proteínas que funcionan como catalizadores biológicos, facilitando o realizando reacciones químicas que contribuyen al correcto funcionamiento de la maquinaria biológica.
Existe una gran cantidad de organismos que son bioluminiscentes y cada grupo cuenta con un conjunto de luciferina y luciferasa específico. Es decir, el par de moléculas de las luciérnagas es diferente a la de otros animales, hongos, algas y bacterias que tienen esta capacidad.
Tanta variedad en este grupo de moléculas, sumándose a las diferencias funcionales y bioquímicas, le da razón a los científicos de considerar que esta capacidad evolucionó de forma independiente en diferentes momentos en al menos 94 ocasiones distintas.
Brillar para triunfar
Si bien existen muchas especies de las cuales no queda claro aún si la bioluminiscencia representa una ventaja evolutiva o solo es un producto de las reacciones químicas dentro de la célula, en otras tantas especies este fenómeno está muy bien estudiado y el uso que le dan los organismos es muy variado.
Evidentemente los animales son los más llamativos, pero decenas de especies de hongos, como Omphalotus nidiformis, también cuentan con bioluminiscencia. / petar belobrajdic / iStock
Como ya mencionamos, las luciérnagas y otros animales como especies de poliquetos, utilizan esta capacidad de emitir luz para la comunicación y el cortejo; por ejemplo, las hembras de Odontosyllis enopla, un poliqueto que vive entre corales en el fondo marino, sube a la superficie y comienza a nadar en círculos mientras deja un moco bioluminiscente, esto le indica a los machos el lugar donde la hembra dejará sus gametos – células reproductoras -, para que este se dirija a dicho lugar y haga lo mismo.
La bioluminiscencia también es usada como un mecanismo de defensa, intimidando a posibles depredadores. Un ejemplo de ello podrían ser distintas especies de medusas, mismas que dan un hermoso espectáculo visual cuando su luciferina – en este caso una molécula de nombre coelenteracina, que funciona con calcio en lugar de oxígeno – ilumina su cuerpo transparente.
Pero la defensa también puede ser una trampa, el calamar vampiro (Vampyroteuthis infernalis), al contrario de otros cefalópodos que escupen tinta para poder escapar de sus depredadores, libera una sustancia mucosa y adhesiva bioluminiscente. En las profundidades acuáticas esto podría ser suficiente distractor para que el calamar vampiro escape, pero esta mucosa, si se adhiere al depredador, también lo puede convertir a él en una atractiva presa para otros animales más grandes e igual de hambrientos.
Otros seres vivos utilizan su luz para capturar presas, como el famoso pez abisal de la película Buscando a Nemo. Este tipo de peces, pertenecientes al orden de los Lophiiformes, cuentan con estructuras especializadas para atraer a sus víctimas a una distancia en la que la presa tenga muy pocas posibilidades de escapar.
Muchos peces utilizan su luz como atractor de presas. diegograndi / iStock
Sin embargo, muchos de estos animales en realidad no cuentan con bioluminiscencia propia, sino que forman simbiosis con colonias de bacterias que sí pueden emitir luz por medio de las reacciones químicas ocurriendo dentro de ellas. De esta forma las bacterias se mantienen seguras en el cuerpo del pez mientras ellos obtienen un cebo difícil de ignorar en la oscuridad.
En la naturaleza se conocen 40 sistemas de bioluminiscencia, aunque solo se han estudiado a fondo a 11 de ellos. Si bien se desconoce la función de este fenómeno en muchas especies, esta capacidad de generar luz a partir de la oxidación de una molécula ha permitido a los investigadores transferir esta característica a otros organismos.
Los más famosos y usados probablemente sean los ratones, excelentes modelos biológicos a los que se les da esta capacidad con el fin de estudiar diferentes tipos de enfermedades como el cáncer o analizar la eficacia de distintos fármacos.
Es importante recalcar que los organismos que dependen de esta característica para cumplir sus ciclos de vida, como las luciérnagas, se ven afectados por el incremento de luz artificial, por lo que si no somos precavidos, nuestra luz podría provocar que la suya se apague.
Referencias:
- J.W. Hastings. 1983. Biological Diversity, Chemical Mechanisms, and the EVolutionary Origins of Bioluminescent Systems. Journal of Molecular Evolution, 19, 309-321
- Robison, B. H. et al. 2003. Light Production by the Arm Tips of the Deep-Sea Cephalopod Vampyroteuthis infernalis. The Biological Bulletin, 205(2), 102-109. DOI: 10.2307/1543231
