Fascinación por la luz en la Naturaleza

   Hace poco empezó a circular por la red el vídeo de una tortuga marina que, al ser enfocada con luz ultravioleta, “brillaba” con unos tonos rojos y amarillos fosforitos la mar de resultones. La novedad no es que un animal presente biofluorescencia (que es como se conoce a ese fenómeno), sino que fuese una tortuga, animal en el que se desconocía la fluorescencia hasta la fecha.

peces fluorescentes
Peces fluorescentes.

   No sé qué tendrán los colorines y las luces brillantes, pero despiertan una fascinación en el ser humano que es digna de estudio. Será por nuestra condición de animales diurnos, porque el sentido de la vista es el que más desarrollado tenemos o porque en el fondo somos más simples que el mecanismo de un chupete, pero el caso es que cuando vemos calamares que emiten luz, hongos que brillan en la oscuridad o, como en este caso, una tortuga con una coloración oculta tan llamativa, nos quedamos embobados, alucinados, extasiados, como si estuviésemos viendo algo mágico. Y, en parte, lo es. Es Biología, es Química, es Física, todo ello combinado en la enormérrima diversidad de la Naturaleza.

   Sin embargo estoy mezclando cosas, ya que no es lo mismo emitir luz, que brillar en la oscuridad, que “reflejar” la luz en una longitud de onda distinta. Así que hoy vamos a dar una clase rápida de LUMINISCENCIA EN LA NATURALEZA.

calamar
Calamares luminiscentes.

   En primer lugar nos encontramos con la BIOLUMINISCENCIA verdadera, la capacidad de determinados seres vivos de producir luz mediante una reacción química en la que una molécula, la luciferina, se combina con oxígeno y ATP (la molécula energética por excelencia) y en una reacción catalizada por la enzima luciferasa libera luz, convirtiéndose en oxiluciferina. A través de una serie de reacciones regeneradoras vuelve al estado inicial (luciferina).

   Esta reacción química es bastante frecuente, sobre todo, en animales marinos: celentéreos, cnidarios (medusas), crustáceos, plancton, peces, moluscos (principalmente calamares) y bacterias. De hecho muchos de los animales superiores que presentan bioluminiscencia lo hacen gracias a su simbiosis (es decir, que no pueden vivir el uno sin el otro) con bacterias bioluminiscentes, como en el caso de los calamares, que tienen órganos, que son los que emiten luz, donde viven estas bacterias (Vibrio fischeri).

luciferina-luciferasa
Esta simpática a la par que infantil infografía muestra la reacción química de oxidación de luciferina, que da como resultado la emisión de luz en bacterias, luciérnagas y otros animales.

   Otro de los casos más llamativos es el del plancton bioluminiscente, que produce olas luminosas e incluso amplias zonas del mar, de varios kilómetros de extensión, que emiten luz.

   Y, por supuesto, no podemos olvidarnos, fuera del agua, de las preciosas luciérnagas, esos insectos (sí, insectos; las luciérnagas son escarabajos) que nos hechizan en las noches de verano.

Otro curioso insecto que usa la reacción de la luciferasa para atraer a sus presas son los famosos gusanos de la cueva Waitomo de Nueva Zelanda (que en realidad son larvas de mosca).

   La función de la luminiscencia es muy variada, desde atraer presas (todos recordamos a ese “pececito” abisal que sale en “Buscando a Nemo”, ¿no?) a asustar o despistar a los depredadores (desdibujando la forma real del cuerpo y confundiendo de este modo a los cazadores), pasando por la comunicación con otros individuos de la misma especie.

hongos fosforescentes
La fosforescencia es muy habitual en hongos de selvas tropicales.
glow mushroom
Hongos fluorescentes en Japón.

   Por otra parte nos encontramos con la BIOFOSFORESCENCIA, un fenómeno en el que se absorbe energía (luz ambiental), se almacena y posteriormente se va liberando poco a poco en forma de radiación (generalmente luz, pero también puede ser calor u otro tipo de radiación). ¿Quién no ha tenido un reloj que brillaba en la oscuridad? ¿Y qué me decís de las típicas pegatinas de estrellas y planetas que pegábamos de pequeños en el techo de nuestra habitación para no tener miedo por las noches? Pues eso es fosforescencia. La luz emitida no es igual que la absorbida, sino que ha perdido energía (generalmente en forma de calor), tiene una longitud de onda más larga y por eso es de distinto color. De hecho, encontramos fosforescencia de distintos colores dependiendo de la longitud de onda a la que se emita la luz. A diferencia de la bioluminiscencia, la fosforescencia no es un proceso químico, sino físico y la encontramos en, por ejemplo, gran cantidad de especies de hongos selváticos.

Fluorescent_minerals_hg
También encontramos minerales con pigmentación fluorescente en una amplia gama de colores (imagen de Hannes Grobe).

   Una tercera forma de luminiscencia es la BIOFLUORESCENCIA. Muy parecida a la fosforescencia, se diferencia de ésta en que no tiene la capacidad de almacenar energía que tienen los pigmentos fosforescentes y, por tanto, la emisión de luz es inmediata y dura lo que dura la incidencia de luz externa. Es la más extendida de las tres formas de luminiscencia y cada día se descubre en más y más especies, no sólo marinas sino terrestres (los escorpiones, por ejemplo).

corales
Si los corales ya son una explosión de color a la luz del día, mirad a la luz ultravioleta.
luz uv y luz normal
Los mismos peces bajo luz UV y luz visible.

   Tanto los pigmentos fluorescentes como fosforescentes absorben principalmente luz ultravioleta (que no es visible al ojo humano). Como resultado de la fluorescencia nos encontramos, por tanto, patrones de coloración en animales que, aparentemente, son a nuestros ojos anodinos, sosos, de colores pardos y oscuros para camuflarse. A nuestros ojos y a ojos de sus posibles depredadores, que sólo ven en el espectro de la luz visible. Sin embargo a ojos de animales que, como ellos, son capaces de ver ultravioleta, son una explosión de color que dice cosas como “ven aquí, que quiero reproducirme” o “a mí no te acerques, que no somos de la misma especie”.

escorpion-luz-negra
Los escorpiones son artrópodos fluorescentes.

   Como siempre es mucho lo que sabemos, pero mucho más lo que no y, más allá de lo que vemos, hay un todo un universo por descubrir. No olvidemos que, en cuanto a capacidades sensoriales, el ser humano está bastante limitado (si exceptuamos la vista), al menos desde un punto de vista anatómico o fisiológico (cierto que suplimos estas carencias con la tecnología, pero eso es otro tema). La capacidad de muchas serpientes de “ver” el infrarrojo, la de las abejas para ver luz polarizada, la capacidad de los murciélagos de oír ultrasonidos o de los elefantes para oír infrasonidos, por no hablar de nuestro nulo olfato, son solo algunos de los ejemplos de todo este emocionante y sorprendente mundo sensorial que, poco a poco, gracias a la Ciencia, vamos desentrañando.

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