¿Animales bioluminiscentes? Así es la bioluminiscencia, la brillante luz de la naturaleza
David Clode, Unsplash.
Los animales bioluminiscentes utilizan un mecanismo extremadamente único para sobrevivir, tanto que los científicos aún siguen estudiando como su bioluminiscencia puede aprovecharse para mejorar la vida de las personas o reproducirse para el beneficio de la humanidad en diversas áreas. Dado lo fascinante de este fenómeno no te debes perder este contenido donde se repasa la definición de bioluminiscencia y algunos ejemplos de bioluminiscencia que te dejaran sin aliento.
Peces luminosos:
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¿Qué es la bioluminiscencia? ¿Por qué ocurre este efecto?
Primero, veamos qué significa bioluminiscencia. La bioluminiscencia es el efecto por el cual algunos organismos vivos son capaces de producir su propia luz. Este proceso es posible gracias a una reacción química entre la enzima luciferasa, el oxígeno, la proteína luciferina y el adenosín trifosfato (ATP). La enzima luciferasa hace que el oxígeno y la proteína reaccionen. Dicha reacción química junto al ATP generan suficiente energía para producir luz.
La bioluminiscencia puede presentarse en diversas longitudes de onda, por lo que cada especie suele tener una coloración distintiva. Este efecto está tan extendido en la naturaleza que se cree que más del 80% de las especies de las profundidades tienen algún tipo de mecanismo de este tipo. En tierra firme, suelen ser más comunes los hongos, invertebrados y microorganismos bioluminiscentes.
Lo más sorprendente de la energía de bioluminiscencia es que no emite calor, por lo que es sumamente eficiente. En lo que respecta a mecanismos de bioluminiscencia tenemos tres tipos principales:
Intracelular
La bioluminiscencia intracelular se da cuando la luz se emite a través de una o varias células en un cuerpo vivo. Pueden utilizar directamente la piel o emplear, en cambio, cristales especiales para filtrar, intensificar y modificar la luz. Suele ser el medio predilecto de especies como las luciérnagas y los calamares.
Extracelular
La bioluminiscencia celular tiene lugar fuera del cuerpo de los seres vivos a través de procesos químicos en donde interviene la luciferasa y la luciferina. Los organismos almacenan ambos componentes previamente sintetizados en glándulas especiales. Cuando es necesario, liberan ambas sustancias, las cuales se mezclan creando las llamadas nubes luminosas. Es típica en criaturas abisales y crustáceos.
Simbiosis con bacterias luminiscentes
La simbiosis bacteriana es de las más fascinantes. Para llevar este método de bioluminiscencia, los organismos vivos se asocian con un grupo de bacterias bioluminiscentes. Estas quedan agrupadas en una serie de órganos llamados fotóforos, los cuales proporcionan nutrientes a las bacterias. El animal puede controlar la emisión de luz contrayendo, expandiendo o cerrando su saco de bacterias lumínicas.
Se considera que son animales con luz propia, ya que estos fotóforos suelen estar ligados a su sistema nervioso central.
Funciones de la bioluminiscencia
La bioluminiscencia tiene funciones específicas en la mayoría de las especies en donde se presenta, usualmente habitantes de las profundidades oceánicas en donde la luz solar no llega, por lo que todo el entorno se encuentra total o parcialmente en penumbras.
Los organismos terrestres como hongos y luciérnagas también configuran su luz para sacarle partido durante la noche. A continuación, se detallan algunas funciones concretas de este mecanismo:
Comunicación
La mayoría de las especies bioluminiscentes, especialmente las acuáticas, tienen la capacidad de controlar ciertos aspectos en la longitud de onda de la luz, frecuencia, intensidad y patrones. Gracias a esto, pueden comunicarse con otros miembros de su propia especie.
Orientación
En el fondo oceánico, donde no hay nada de luz natural, tener un pequeño destello es una herramienta perfecta para orientarse, guiar a un grupo de la misma especie y escanear los alrededores en busca de presas poco ágiles. Muchos peces bioluminiscentes usan este método para sobrevivir en las profundidades abisales.
Supervivencia
Evidentemente, tener una linterna colgando en la cabeza en un entorno que está en total penumbra es un llamado para el festín de múltiples depredadores.
Para solucionarlo, las luces se desarrollaron para permitirle a las criaturas camuflarse, imitando la iluminación natural del entorno y confundir a los depredadores, con patrones de luz particulares o soltando ráfagas de gran intensidad.
En este sentido, la bioiluminación tienen una función clave de supervivencia.
Caza
Los animales con luz natural no solo pueden guiarse a sí mismos en la penumbra, sino que pueden atraer a las presas desprevenidas hacia ellos, balanceando sus fotóforos, centellando, imitando patrones de luz similares a los de sus presas habituales o simplemente adecuando la luz para permanecer ocultos a simple vista.
Otros métodos de caza pueden ser el acercamiento sigiloso, que luego compensan con una descarga de luz que confunde a sus víctimas.
Reproducción
Una forma de reproducción curiosa puede ser la del fuego chimpancé, un hongo que crece en el triángulo Goualougo, ubicado en la República del Congo y que se cree que utiliza su fluorescencia verde intensa para guiar a los moluscos por la noche, ayudando a que estos esparzan sus esporas.
Aplicaciones de la bioluminiscencia
Fuera de los conceptos generales, existen aplicaciones únicas de la bioluminiscencia en casi todos los ecosistemas, uno más único que el anterior. A continuación, tres aplicaciones particularmente asombrosas:
Rito de apareamiento
Los calamares luciérnaga y otras especies de la misma familia utilizan patrones lumínicos provenientes de sus múltiples órganos bioluminiscentes para llamar la atención de las hembras. Estas, en función de los patrones observados, decidirán cuál es el macho apropiado para la reproducción de la especie.
Iluminación como camuflaje
Una aplicación frecuente la encontramos en especies de animales que emiten luz, capaces de camuflarse con patrones específicos que imitan las longitudes de onda de la lunar en las regiones intermedias y superficiales del océano.
Nuevamente, algunos calamares tienen la capacidad de ajustar sus patrones lumínicos al de los reflejos de la luna cerca de la superficie del agua, con esto pueden camuflarse para permanecer ilesos mientras se alimentan y regresan al fondo marino.
Bombardeo luminiscente
¿Será posible utilizar la luz como arma? Pues a algunas especies de moluscos y gusanos marinos les ha parecido que sí.
Ciertos gusanos marinos (Swima bombiviridis) tienen la capacidad de albergar pequeños sacos precargados con sustancias luminosas y al sentirse amenazados las liberan como si fueran bombas de luz de gran intensidad, en ese momento, huyen en sentido contrario a la explosión de luz.
Los crustáceos (ostrácodos), por su parte, al ser tragados por un pez, emiten un brillo sumamente intenso que si bien no es tóxico o dañino para el pez, revela su posición en la penumbra oceánica. Para evitar ser devorado, el pez escupe al molusco dejando atrás un rastro luminoso en forma de chorro del cual huye despavorido.
Fenómenos y animales bioluminiscentes
Ahora, algunos de los fenómenos y animales bioluminiscentes más sorprendentes del mundo, para descubrir por qué este impactante efecto de la naturaleza resulta ser el más fascinante de todos.
Fenómenos
Dentro de lo que conocemos como fenómenos de bioluminiscencia se encuentran paisajes o efectos visuales impresionantes producto de la agrupación de ciertos seres vivos que presentan esta característica tan distintiva. Estos despliegues de luz de la naturaleza se pueden observar alrededor de todo el mundo, aquí varios ejemplos:
Marea azul
La marea azul es uno delos efectos más espectaculares de bioluminiscencia que pueden existir.
Este fenómeno ocurre cuando cantidades masivas de fitoplancton (usualmente dinoflagelados, llamados también luciérnagas marinas) se reúnen en un punto específico de la costa. Esto provoca que toda el agua cercana comience a brillar iluminando la playa con luces azules.
Este efecto se suele desencadenar con de los vientos estacionales, los cuales acumulan nutrientes que sirven de alimento al fitoplancton.
Curiosamente, esta marea azul se vuelve rápidamente una cadena de alimentación frenética, ya que los depredadores naturales del fitoplancton se acercan a la costa y a su vez los depredadores más grandes les siguen.
Este fenómeno se puede encontrar en varias regiones costeras del mundo, especialmente alrededor del mar fluorescente en mexico.
Cuevas luminosas
Las cuevas luminosas son un fenómeno especialmente majestuoso que tiene lugar en Nueva Zelanda gracias a una especie de mosquito conocido como luciérnaga de Nueva Zelanda.
En la fase larvaria y de pupa, estas fascinantes criaturas emiten una luz azulada casi hipnotizaste que tiene como función ahuyentar a los depredadores, así como atraer pequeños insectos para que queden atrapados en los delgados hilos de seda que la larva crea, llenos de varias gotas de una mezcla superpegajosa.
Estos mosquitos araña endémicos de Nueva Zelanda suelen anidar en grandes grupos, por lo que las cuevas oscuras y altamente húmedas crean un espectáculo de luces.
La mayoría de estas cuevas cuentan con pequeños lagos que reflejan a su vez las luces de la superficie, generando un efecto de mar bioluminiscentes en miniatura.
Avistamiento de las luciérnagas
El avistamiento de las luciérnagas es un fenómeno que ocurre en muy pocos lugares alrededor del mundo y es un encuentro masivo de este grupo de icónicos insectos bioluminiscentes.
Durante este fenómeno, cientos de luciérnagas salen por la noche e inician un intrincado vuelo, luciendo patrones lumínicos particulares que son prácticamente únicos para cada especie de luciérnaga. Si la hembra de la misma especie aprueba el patrón de luz creará también una respuesta en código para que el macho se acerque.
Esta danza suele suceder en el verano, aunque depende de la humedad de la zona, la ubicación y la especie.
Este fenómeno tiene una duración aproximada de 40 minutos y sucede de manera masiva en lugares santuario, dejando un verdadero espectáculo de luces para los cuidadosos espectadores.
Animales
Elegir solo un puñado de seres vivos para representar el fenómeno de la bioluminiscencia en el reino animal es tarea complicada, no porque existan pocos, por el contrario, son tantas las buenas opciones que cuesta imaginar los ejemplos ideales. Sin embargo, aquí van 3 ejemplos de animales que se aprovechan de formas particulares de la capacidad de emitir luz para sobrevivir:
Calamar hawaiano
El calamar hawaiano o Euprymna scolopes es un pequeño ser vivo que tiene una fascinante simbiosis con una colonia de bacterias Vibrio fischeri.
El pequeño invertebrado vive oculto y durmiendo la mayor parte del día, saliendo a alimentarse hacia la superficie exclusivamente de noche. Ya que su medio ambiente se desarrolla en las aguas de Hawái, ha tenido que desarrollar un mecanismo de defensa para no ser detectado bajo la luz de la luna en las cristalinas aguas.
Para esto, utiliza sus órganos llenos de bacterias luminosas, las cuales se sincronizan con la luz del ambiente para volver al calamar totalmente invisible.
Por si fuera poco, estas bacterias se activan únicamente de noche, por lo que tienen el importante rol de controlar el reloj interno del calamar.
Rapé
El Rapé es la familia de los conocidos peces monstruos marinos, identificables por sus enormes bocas llenas de dientes tremendamente grandes y afilados.
Estos peces pescadores de las profundidades abisales suelen tener un tipo de señuelo en forma de antena en su frente o sobre la boca, la cual balancean sutilmente para atraer a sus incautas presas. Una de estas especies es particularmente efectiva y vive en el fondo marino a más de 3900 m de profundidad, donde no hay luz del sol.
Para caza y orientarse, estos peces con luminiscencia encienden de forma intermitente su alrededor con su azuelo en forma de linterna, donde crían un cúmulo de bacterias especiales.
Raras veces se han avistado en imágenes o fotografías, mucho menos en acción dentro de su entorno natural, debido a las condiciones extremas de su habitad.
Aequorea victoria
La Medusa de cristal es una medusa con luz propia que se puede encontrar alrededor de las costas más occidentales de Norteamérica.
Estas medusas aparecen en ciclos de primavera hasta otoño y son reconocidas por su capacidad para producir destellos de luz mediante un proceso químico sumamente rápido y más efectivo que otras especies.
El valor de las medusas bioluminiscentes destaca dentro del mundo científico, ya que estas fueron utilizadas para aislar por primera vez los genes responsables de producir la proteína fluorescente verde (GFP).
Genes de esta medusa se utiliza con frecuencia en ingeniería molecular con múltiples fines científicos.
En definitiva, los animales bioluminiscentes son uno de los elementos naturales más fascinantes del mundo, inspiración de todo tipo de investigaciones científicas, algunas tan útiles como la cura del insomnio o el mapeo de las funciones cerebrales y otros más fantasiosos que persiguen la bioluminiscencia humana con fines de camuflaje militar. Nadie sabe lo que deparará el futuro de estos estudios, pero esto no le resta majestuosidad a este fenómeno.
