Bioluminiscencia: ¿por qué la naturaleza produce luz?

Redacción 

BBC Mundo

Cuando apenas se ve el suelo del bosque en medio de la oscuridad de la noche, una luz intensa de neón verde cobra vida propia, iluminando lo que encuentra a su paso.

La fuente de esta misteriosa luz es un hongo bioluminiscente, conocido sólo por...
el nombre que le dieron los habitantes de los alrededores: "fuego chimpancé".

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Esta extraña especie fue filmada en el triángulo Goualougo, cerca del río Dzanga en la República del Congo.
La existencia del hongo era tan poco conocida, que incluso los científicos especializados nunca lo habían visto.
La cineasta Verity White capturó el fenómeno en cámara para un episodio sobre Congo, de la serie África de BBC/Discovery.
White supo de su paradero casi por accidente, cuando le preguntó a los guías locales si habían escuchado hablar del hongo brillante.
"Ante la remota posibilidad de verlo, me llevé una cámara de time-lapse", le contó White a la BBC.
"El científico que estaba trabajando conmigo nunca lo había visto, así que le pedí a un grupo de cazadores locales "Bayaka" que me acompañara. Recibí una respuesta inmediata:"Por supuesto - están en todas partes".

Proyectando luz

Sorprende lo poco que se conoce sobre el "fuego chimpancé".
Nadie sabe a que género pertenece, mucho menos a qué especie.

"Una amplia variedad de organismos emiten luz, incluyendo bacterias, hongos, insectos, crustáceos, moluscos y peces"

Tampoco se sabe por qué crece en el suelo del bosque del triángulo Goualougo, aunque se han propuesto teorías, como la posibilidad de atraer a invertebrados que propaguen las esporas del hongo.
La bioluminiscencia es un proceso que se da en los organismos vivos, en el que la energía que genera una reacción química se manifiesta como luz. La enzima luciferasa cataliza la oxidación de un sustrato de proteína luciferina que emite luz.
La reacción se denomina quimioluminiscencia: una reacción de emisión de luz que no produce calor, lo que hace que sea eficiente en términos de energía.
La bioluminiscencia tiene distintas funciones en los ambientes naturales, entre ellas la defensa, la comunicación, la reproducción y la atracción de presas.
Una amplia variedad de organismos emiten luz, incluyendo bacterias, hongos, insectos, crustáceos, moluscos y peces.
Mientras que en los hábitats marinos el uso de la bioluminiscencia está generalizado, la bioluminiscencia terrestre se limita al reino de los hongos e invertebrados, como las luciérnagas, y algunos escarabajos.

Mecanismo de defensa

Un estudio publicado el año pasado en la revista Naturwissenschaften por un equipo de científicos de la Academia de Ciencias de Eslovaquia en Bratislava, Eslovaquia, sugiere que las cucarachas bioluminiscentes hacen uso de la luminiscencia para fines defensivos más avanzados: imitan a una especie de escarabajo tóxico.
Los científicos afirman que sus observaciones "evidencian la capacidad de imitar por medio de la luz, un nuevo tipo de mimetismo defensivo".

Los sepiólidos mantiene una relación

simbiótica con la bacteria 

bioluminiscente "Vibrio fischeri"

El equipo de investigadores descubrió que las especies de cucarachas del género Lucihormetica, emiten exactamente el mismo tono de bioluminiscencia que el género Pyrophorus de escarabajos clic – altamente tóxico.
El estudio también sugiere que el mayor número de especies bioluminiscentes en los hábitats oceánicos se debe a que los cambios ambientales en condiciones marinas no ocurren con la misma rapidez que los cambios en la tierra.
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.
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?
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.
En un estudio publicado el año pasado en la revista Journal of Insect Conservation, un grupo de científicos australianos de las universidades de Queensland y Tasmania, investigaron el impacto de la iluminación artificial de las cuevas en las emisiones bioluminiscentes de las luciérnagas en el norte de Tasmania.
La cueva de Marakoopa acoge a unos 30.000 visitantes al año, atraídos por las proyecciones de luz de los bichos luminosos (larvas Arachnocampa).
Estudios anteriores mostraron que la iluminación artificial puede hacer que las larvas Arachnocampa reduzcan sus emisiones de luz, pero mediante la técnica fotográfica time-lapse, finalmente se demostró que la población de insectos de la cueva de Marakoopa no estaba afectada por la luz artificial.

Oscuras profundidades

Este plancton ilumina una playa 

en medio de la oscuridad.

Es lógico que la capacidad para producir luz esté más extendida en los ambientes más oscuros de la Tierra: los océanos.
Durante siglos, la fosforescencia ha sorprendido y deleitado a quienes la presencian. El mar se llena de vida con olas brillantes, proyectando luz a lo largo de las costas.
Los niveles de luz son más reducidos a mayores profundidades oceánicas, lo que provoca que alrededor del 90% de los animales marinos manifiesten su bioluminiscencia de alguna manera.
La gama de criaturas marinas que usan la bioluminiscencia para confundir o evadir a los depredadores, encontrar pareja o atraer a sus presas es enorme.
El Doctor Jerome Mallefet trabaja en el Laboratorio de Biología Marina de la Universidad de Louvain-le-Neuve en Bélgica.
Sus áreas de investigación incluyen la luminiscencia de las estrellas de mar y de los tiburones.
"Durante muchos años he desarrollado un método multidisciplinaria para estudiar la luminiscencia y comprender la morfología, ecología y fisiología en torno a por qué tantas estrellas de mar brillan en la oscuridad”, explica.
"Recientemente empezamos a aplicar el mismo criterio con los tiburones porque poco, por no decir nada, se sabía de la luminiscencia de estos peces cartilaginosos, a pesar de que alrededor de 50 de las 540 especies de tiburones que hay son capaces de producir luz".

Alrededor de 50 de las 540 especies de

tiburones que hay son capaces de

producir luz.

Mallefet conduce estudios sobre temas como si los organismos luminiscentes son capaces de percibir que producen luz y comprender los efectos de la luminiscencia.
Ha trabajado con Osamu Shimomura, quien fue galardonado con el premio Nobel de Química en 2008 por haber descubierto la proteína verde fluorescente (GFP por sus siglas en inglés), mientras estudiaba el sistema luminoso de las medusas.
La GFP se utiliza ampliamente en la ingeniería genética y en otras investigaciones biomédicas, y contribuye a la vigilancia de contaminantes ambientales.
Mallefet espera que su trabajo nos permita comprender mejor el fenómeno de bioluminiscencia. "Tenemos que continuar con la investigación para descubrir nuevas aplicaciones".
Tras dedicar 30 años al estudio de la ciencia del brillo, concluye: "Ver a un animal que brilla intensamente en la oscuridad es simplemente mágico…después de todos estos años todavía estoy fascinado por el fenómeno".

 

Fuente: http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/01/130116_bioluminiscencia_naturaleza_produce_luz.shtml