Se conoce como bioluminiscencia a la producción de luz de ciertos organismos vivos.
La bioluminiscencia es un fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos: asi por ejemplo, producen o emiten luz ciertas insectos (luciérnagas de la familia Lampyridae) bacterias, hongos, protistas unicelulares (células animales, vegetales u hongos que presentan núcleo), celentéreos (gran grupo de animales metazoos, tales como: actinias, hidras, corales, medusas, anémonas y pólipos)., gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos, equinodermos y peces.
La luz de las Luciérnagas
Las luciérnagas son insectos fascinantes que tienen la capacidad de brillar en la oscuridad. Esto se debe a que generan luz propia gracias a un complejo e interesantísimo proceso químico llamado bioluminiscencia.
La luz verde que emiten ciertas especies de medusas llevó a investigadores a descubrir que estos patrones están asociados a trozos de ADN (ácido desoxirribonucleico) que ha permitido crear marcadores biológicos específicos para rastrear células y proteínas y evaluar en vivo su comportamiento, por ejemplo en la investigación de nuevos tratamientos contra enfermedades.
Estos trabajos en bioluminiscencia fueron la razón por la cual tres investigadores Chalfie y Roger Y. Tsien y el japonés Osamu Shimomura obtuvieron el Premio Nobel de Química el año 2008 "por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, GFP".
La proteína GFP, observada por primera vez en la medusa Aequorea victoria en 1962, se ha convertido en una de las herramientas más utilizadas en biomedicina.
Gracias a esta proteína luminosa los investigadores han desarrollado formas de observar procesos que eran invisibles antes de su descubrimiento, como el desarrollo de las células nerviosas en el cerebro o la propagación del cáncer en las células.
¿Para qué sirve la bioluminiscencia?
La bioluminiscencia tiene distintas funciones en los ambientes naturales, entre ellas la defensa, la comunicación, la reproducción y la atracción de presas.
En algunas especies sirve como referencias sexuales y ayudas en el emparejamiento (el caso de las luciérnagas); en otras funcionan a modo de cebo (como en el caso de algunos pejesapos) y en otras como defensas para confundir a los depredadores (algunos cefalópodos y gusanos del género Phrixothrix). Resumiendo algunas posibles funciones podemos citar:
Camuflaje
En muchos animales de las profundidades marinas, entre ellas varias especies de calamar, la bioluminiscencia bacteriana se utiliza para el camuflaje en el que el animal se confunde con la luz ambiental. En estos animales los fotorreceptores controlan la iluminación según la luminosidad del fondo del mar.
Atraer presas y defensa ante depredadores
La bioluminiscencia es utilizada como un señuelo para atraer presas por varios peces de aguas profundas, como el rape.
Poseen una prolongación en forma de rama sobre sus ojos, un apéndice colgante que se extiende desde la cabeza del pez, con una pequeña bolsa llena de bacterias lumínicas. Esta luz que genera atrae a sus presas, ya que este pez vive entre tinieblas. Su alimentación es, por tanto, cualquier pez que sea atraído por las luces de su prolongación.
Distracción
Ciertos calamares y pequeños crustáceos utilizan mezclas químicas bioluminiscentes o suspensiones bacterianas de la misma forma en que algunos calamares hacen uso de su propia tinta. Una nube de material luminiscente es expulsado, con el propósito de distraer o repeler un posible depredador, mientras el animal escapa a un lugar seguro.
Comunicación
Esta función juega un papel relevante en la regulación de luminiscencia en muchas especies de bacterias.
Iluminación
Mientras que la mayoría de bioluminiscencia marina es de color verde o azul, el Dragonfish Negro produce un resplandor rojo. Esta adaptación permite a los peces visualizar especies juveniles rojo-pigmentadas, que son normalmente invisibles en el fondo de los océanos, donde la luz roja ha sido filtrada por la columna de agua.
Señales de luz, entre el amor y el terror
El uso de emisiones de luz en los rituales de apareamiento de las luciérnagas es muy conocido. Se trata de un proceso en el que las hembras de las especies Photinus proyectan luz para atraer a los machos. Pero los machos que acuden a su llamado pueden encontrarse con sorpresas desafortunadas.
Si un macho quiere atraer una hembra, va a producir cierto patrón de frecuencia e intensidad de luz que va a señalar a la hembra que es de la misma especie. La hembra va a conocer que es un macho de la misma especie y la atrae. Entonces va a responder con un cierto patrón de intensidad de luz y de frecuencia que le va a decir al macho que está receptiva.
Pero no todos los destellos de las luciérnagas son motivados por intereses románticos. Aunque todas las especies de luciérnagas tienen su propio patrón de centelleo, algunas hembras imitan los patrones de otras especies. De esta forma producen señales para engañar otros individuos que se acerquen y finalmente ella lo que quiere hacer es comérselo.
Las hembras depredadoras de la especie Photuris, imitan la emisión de luz de las hembras Photinus para engañar a los machos de la otra especie y así poder darse un banquete.
Además, les permite apoderarse de sus esteroides, que las protegen de las arañas saltadoras Phidippus.
Pero al intentar comprender este nuevo tipo de comportamiento bioluminiscente, surgió un nuevo interrogante que aún no logran clarificar. ¿Cuál es el rol de las emisiones de luz de las luciérnagas machos?. Habrá que seguir investigando.
La pregunta también surge porque en términos de eficiencia energética, si hay fuentes de luz alternativas disponibles, no es necesario que un organismo produzca su propio brillo.
Así que la próxima vez que veas una luciérnaga, recuerda que su luz parpadeante no es solamente una maravilla de la noche. También es un único, y a veces mortal, lenguaje de amor.
La bioluminiscencia es un fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos: asi por ejemplo, producen o emiten luz ciertas insectos (luciérnagas de la familia Lampyridae) bacterias, hongos, protistas unicelulares (células animales, vegetales u hongos que presentan núcleo), celentéreos (gran grupo de animales metazoos, tales como: actinias, hidras, corales, medusas, anémonas y pólipos)., gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos, equinodermos y peces.
La luz de las Luciérnagas
Las luciérnagas son insectos fascinantes que tienen la capacidad de brillar en la oscuridad. Esto se debe a que generan luz propia gracias a un complejo e interesantísimo proceso químico llamado bioluminiscencia.
La luz verde que emiten ciertas especies de medusas llevó a investigadores a descubrir que estos patrones están asociados a trozos de ADN (ácido desoxirribonucleico) que ha permitido crear marcadores biológicos específicos para rastrear células y proteínas y evaluar en vivo su comportamiento, por ejemplo en la investigación de nuevos tratamientos contra enfermedades.
Estos trabajos en bioluminiscencia fueron la razón por la cual tres investigadores Chalfie y Roger Y. Tsien y el japonés Osamu Shimomura obtuvieron el Premio Nobel de Química el año 2008 "por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, GFP".
La proteína GFP, observada por primera vez en la medusa Aequorea victoria en 1962, se ha convertido en una de las herramientas más utilizadas en biomedicina.
Gracias a esta proteína luminosa los investigadores han desarrollado formas de observar procesos que eran invisibles antes de su descubrimiento, como el desarrollo de las células nerviosas en el cerebro o la propagación del cáncer en las células.
¿Para qué sirve la bioluminiscencia?
La bioluminiscencia tiene distintas funciones en los ambientes naturales, entre ellas la defensa, la comunicación, la reproducción y la atracción de presas.
En algunas especies sirve como referencias sexuales y ayudas en el emparejamiento (el caso de las luciérnagas); en otras funcionan a modo de cebo (como en el caso de algunos pejesapos) y en otras como defensas para confundir a los depredadores (algunos cefalópodos y gusanos del género Phrixothrix). Resumiendo algunas posibles funciones podemos citar:
Camuflaje
En muchos animales de las profundidades marinas, entre ellas varias especies de calamar, la bioluminiscencia bacteriana se utiliza para el camuflaje en el que el animal se confunde con la luz ambiental. En estos animales los fotorreceptores controlan la iluminación según la luminosidad del fondo del mar.
Atraer presas y defensa ante depredadores
La bioluminiscencia es utilizada como un señuelo para atraer presas por varios peces de aguas profundas, como el rape.
Poseen una prolongación en forma de rama sobre sus ojos, un apéndice colgante que se extiende desde la cabeza del pez, con una pequeña bolsa llena de bacterias lumínicas. Esta luz que genera atrae a sus presas, ya que este pez vive entre tinieblas. Su alimentación es, por tanto, cualquier pez que sea atraído por las luces de su prolongación.
Distracción
Ciertos calamares y pequeños crustáceos utilizan mezclas químicas bioluminiscentes o suspensiones bacterianas de la misma forma en que algunos calamares hacen uso de su propia tinta. Una nube de material luminiscente es expulsado, con el propósito de distraer o repeler un posible depredador, mientras el animal escapa a un lugar seguro.
Comunicación
Esta función juega un papel relevante en la regulación de luminiscencia en muchas especies de bacterias.
Iluminación
Mientras que la mayoría de bioluminiscencia marina es de color verde o azul, el Dragonfish Negro produce un resplandor rojo. Esta adaptación permite a los peces visualizar especies juveniles rojo-pigmentadas, que son normalmente invisibles en el fondo de los océanos, donde la luz roja ha sido filtrada por la columna de agua.
Señales de luz, entre el amor y el terror
El uso de emisiones de luz en los rituales de apareamiento de las luciérnagas es muy conocido. Se trata de un proceso en el que las hembras de las especies Photinus proyectan luz para atraer a los machos. Pero los machos que acuden a su llamado pueden encontrarse con sorpresas desafortunadas.
Si un macho quiere atraer una hembra, va a producir cierto patrón de frecuencia e intensidad de luz que va a señalar a la hembra que es de la misma especie. La hembra va a conocer que es un macho de la misma especie y la atrae. Entonces va a responder con un cierto patrón de intensidad de luz y de frecuencia que le va a decir al macho que está receptiva.
Pero no todos los destellos de las luciérnagas son motivados por intereses románticos. Aunque todas las especies de luciérnagas tienen su propio patrón de centelleo, algunas hembras imitan los patrones de otras especies. De esta forma producen señales para engañar otros individuos que se acerquen y finalmente ella lo que quiere hacer es comérselo.
Las hembras depredadoras de la especie Photuris, imitan la emisión de luz de las hembras Photinus para engañar a los machos de la otra especie y así poder darse un banquete.
Además, les permite apoderarse de sus esteroides, que las protegen de las arañas saltadoras Phidippus.
Pero al intentar comprender este nuevo tipo de comportamiento bioluminiscente, surgió un nuevo interrogante que aún no logran clarificar. ¿Cuál es el rol de las emisiones de luz de las luciérnagas machos?. Habrá que seguir investigando.
La pregunta también surge porque en términos de eficiencia energética, si hay fuentes de luz alternativas disponibles, no es necesario que un organismo produzca su propio brillo.
Así que la próxima vez que veas una luciérnaga, recuerda que su luz parpadeante no es solamente una maravilla de la noche. También es un único, y a veces mortal, lenguaje de amor.