algo brilla en la oscuridad

Algo brilla en la oscuridad

Es noche cerrada y la calma reina sobre la oscura bahía; una barca suelta amarras, se desliza lentamente y va dejando una estela luminosa tras de sí. Cuando el barquero agita los remos, de la superficie saltan chispas azules y verdes. Comienza a llover y cada gota enciende nuevas y minúsculas luces sobre la lámina de agua, que a los pocos segundos resplandece iluminado la escena con miles de brillos refulgentes...

Estos "efectos especiales" se producen de manera natural en algunos, escasos, puntos del globo, como en la Bahía de Puerto Mosquito, en Puerto Rico, convertida en atracción para curiosos y en objeto de estudio para científicos. Tan grandioso espectáculo es posible gracias a la propiedad de emitir luz que poseen ciertos microorganismos que pueblan sus aguas. La propiedad es conocida en el reino animal como bioluminiscencia y, en este caso concreto, los productores de la misma son unos protozoos de la familia de los dinoglafelados (Pyrodinium bahamense) que reaccionan de esa manera, "encendiéndose", al ser mínimamente agitados. El hábitat especial y cálido que conforma la Bahía, a resguardo de corrientes y mareas, libre de contaminación y de predadores y con gran cantidad de nutrientes, permite a estos organismos formar altas concentraciones y hacerse así claramente visibles en la oscuridad y ante cualquier movimiento de las aguas.

Aún siendo ésta una de las manifestaciones más llamativas de la bioluminiscencia, el fenómeno no es propiedad exclusiva de los organismos unicelulares, sino que se da en otros muchos seres vivientes: bacterias, algas, hongos, insectos, peces, medusas , cangrejos, corales, moluscos e incluso algunos tiburones. Aunque los ecosistemas marinos, donde la luz escasea y les permite brillar en todo su esplendor, son la residencia preferida de estas criaturas, también se encuentran seres capaces de emitir luz en otros hábitats. Es el caso de las familiares luciérnagas, los nematodos - de los que existen hasta 33 especies de lombrices bioluminiscentes-, las moscas, algunos ciempiés, un tipo de caracol de Malasia e incluso ciertos hongos, como la Armillaria mellea, que lucen intensamente con el fin de atraer insectos que ayuden a la dispersión de sus esporas.


Una cuestión de pura química

A pesar de ser un fenómeno conocido desde antiguo, el estudio de la bioluminiscencia está aún en su infancia. Ya en 1500 a.C., en escritos chinos, aparecen las primeras referencias sobre luciérnagas y gusanos. El propio Colón también informó en sus cuadernos de bitácora de extraños avistamientos de luces en los mares tropicales y fue el mismo Faraday quien observó y comenzó a estudiar la luminiscencia continua de los cocuyos después de la muerte del animal.

Hoy se sabe que la bioluminiscencia es una forma de quimioluminiscencia, es decir, la generación de luz por una reacción química. Esta luz suele ser verdosa y "fría" porque no va acompañada de radiaciones infrarrojas ni produce calor alguno.

Para que la reacción química se produzca se necesita la concurrencia de cuatro elementos: el oxígeno, un compuesto orgánico denominado luciferina; la enzima catalizadora luciferasa, y el ATP ( Trifosfato de adenosina ), una sustancia capaz de generar la energía necesaria para que se dé la reacción.

El mecanismo es el siguiente: el oxígeno oxida la luciferina, la luciferasa acelera la reacción y el ATP proporciona la energía para que ésta se convierta en una nueva sustancia (luciferina oxidada) capaz de descomponerse para volver a su estado inicial. En este último proceso se libera el exceso de energía captado, esta vez en forma de luz. La intensidad de esta luz es muy grande y la luminosidad en una pequeña zona del animal es proporcionalmente mayor al de una lámpara fluorescente. La reacción completa se produce en menos de un milisegundo y se mantiene mientras el organismo permanezca en un estado de excitabilidad. Según las distintas especies de animales la composición química de la luciferasa y de las luciferinas varía, lo que produce colores distintos, pudiendo ir del verde al azul, que es lo más frecuente, pero también al rojo o al ámbar.

Existen más de una docena de sistemas de bioluminiscencia conocidos; así, medusas, camarones y algunos peces comparten un mismo tipo de luciferina, los mencionados dinoflagelados y el krill poseen también una luciferina común, mientras que las bacterias y las luciérnagas poseen químicas luminiscentes exclusivas.


La utilidad de la bioluminiscencia

¿Por qué y para qué utilizan ciertos seres vivos la capacidad de producir luz? ¿Cuál es la función de la bioluminiscencia? Existen distintas hipótesis al respecto, muchas de ellas aún por confirmar, pero básicamente las aplicaciones de la bioluminiscencia se pueden agrupar en: funciones de alimentación o caza, de reproducción y de defensa.

Para atraer a sus presas y obtener así su alimento, algunos peces y algunos insectos utilizan su capacidad bioluminiscente como señuelo, mientras otros la usan como linternas que iluminan a su víctima potencial y al deslumbrarla anulan sus defensas. También para escapar de los depredadores la propia luz resulta de suma utilidad para ciertos peces, calamares y camarones, al usarla como trampa para confundir al atacante en horas diurnas, camuflándose con el brillo solar y difuminando así su propia sombra.

Por último, en su función de comunicación sexual, el ejemplo más conocido es el de las propias luciérnagas, que intercambian destellos entre machos y hembras con el fin de facilitar el acercamiento y evitar la confusión entre las distintas especies, pues emiten sus luces en longitudes de onda y frecuencias diferentes según corresponda. Existe también una clase de luciérnagas que vive en Asia tropical, cuyos machos se reúnen en grandes grupos y lanzan sus destellos de manera sincronizada, guiados por un insecto marcapasos. Estas agrupaciones iluminan árboles completos con sus ondas luminosas y componen bellísimos espectáculos. El mismo mecanismo es utilizado por algunos animales marinos, como los gusanos de la cerda (polychates), cuando los machos atraen a las hembras centelleando durante los enjambres de acoplamiento.

Los animales bioluminiscentes pueden serlo, bien porque poseen órganos especiales para ello (los fotóforos), bien porque alojan en el interior de sus tejidos una bacteria bioluminiscente. Este último es el caso de algunos calamares y peces, como los de la familia Anomalópidos, que poseen debajo de los ojos un órgano lleno de bacterias productoras de luz. En las luciérnagas, sin embargo, estos órganos especializados, los fotóforos se encuentran situados en los tres últimos segmentos abdominales y, además, llevan una especie de reflector formado por placas de cristales diminutos. La sofisticación llega al máximo en algunos organismos en los que los fotóforos son auténticas lentes biológicas, mecanismos complejos que permiten enfocar la luz y encenderla o apagarla a voluntad.

Como en muchas otras ocasiones el hombre se ha inspirado en fenómenos naturales para desarrollar tecnologías aplicadas a distintos aspectos de la vida. En el caso de la bioluminiscencia, se han desarrollado mecanismos para medir y controlar las concentraciones de ATP en medios biológicos. Observando la cantidad de luz emitida por bacterias luminiscentes es posible determinar el grado de contaminación de las aguas, ya que la propia contaminación destruye a esas bacterias. A partir de ahí, se puede calcular también el peligro de los contaminantes para otros seres vivos que habiten en dichas aguas.

En el campo de la medicina también se ha desarrollado ensayos con marcadores bioluminiscente para detectar infecciones, drogas, virus etc., en lugar de los marcadores radiactivos que se venían utilizando hasta ahora, mucho menos inofensivos. Igualmente, se han desarrollado ya los instrumentos necesarios para detectar cualquier reacción química que genere luminiscencia, como un nuevo sistema de detección para capturar una reacción quimioluminiscente con una película polaroid.

Otros avances vendrán, sin duda, de la mano de este fenómeno natural que va mucho más allá de la contemplación turística de una hermosa bahía sembrada de luz.

Elvira Fernández