Escuro claro
2005/12/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Paira sobrevivir no reino animal é necesario un punto de exhibicionismo. Cada especie ten os seus propios criterios de beleza --xa que os macacos só teñen que ver coa exaltación do culebro espida e o orgullo que mostran -, pero, por encima da opinión que o resto de animais poida ter sobre estes criterios, as estratexias son útiles en todos os casos.
As persoas que viven en mar aberto desenvolveron ao longo da evolución estratexias completamente diferentes ás demais. A emisión de vibracións e sinais químicos son algunhas das máis utilizadas, pero hai outra estratexia: a bioluminiscencia. Algúns animais crean luz paira iluminarse a si mesmos para que as persoas da especie poidan atopalas en plena escuridade, atraer ás súas presas ou escorrentar aos seus inimigos. Á fin e ao cabo, a existencia dunha lanterna propia permite moitas opcións, non só paira cortejar.
A bioluminiscencia é una estratexia complexa e custosa, polo que entre os animais terrestres só uns poucos utilízana. No mar, con todo, é moi útil e é utilizada polo 90% dos animais que habitan a profundidades entre 200 e 1.000 metros. De feito, a maioría dos animais terrestres vivimos na superficie, moi preto uns doutros; dalgunha maneira, movémonos en dúas dimensións. Pero, como se atoparán os peixes que viven en mar aberto e a unha distancia incrible? A clave está na luz.
Luz fría
No caso das plantas, é fascinante a súa capacidade paira obter e vivir enerxía só a través dos raios solares. A luz dálles vida, non necesitan estratexias metabólicas complexas como os animais. Pero aínda máis sorprendente é comprobar que moitos seres vivos poden facer o camiño contrario á fotosíntesis: utilizan enerxía e producen luz. Como una lámpada, pero dunha maneira moito máis eficiente, case o 100% de eficiencia.
É fácil detectar a perda de enerxía dunha lámpada, que se se toca tras un momento de aceso, atópase moi quente até case queimar os dedos. En definitiva, una parte importante da enerxía que se canaliza para que os fíos da lámpada brillan pérdese en forma de calor; tan só o 30% da enerxía convértese en luz. Con todo, os seres vivos bioluminiscentes converten toda a enerxía química en luz. Xeran luz fría.
O mundo en azul verde
A todos estes seres vivos dálles a luz un composto chamado Luziferina. Observáronse numerosos tipos de luciferina, pero todos eles utilizan o mesmo mecanismo químico paira xerar luz. Como todos os procesos relacionados coa emisión e recepción de luz na natureza, as luciferas xogan con electróns. O proceso está conducido por unha encima chamada Luziferasa, que se oxida á vez que se excita. Os electróns gañan enerxía neste proceso e ao volver ao seu estado orixinal de enerxía e relaxarse liberan o fotón, é dicir, a luz.
A luz sempre é visible. De feito, a estrutura molecular de todas as luciferinas está formada por aneis aromáticos, caracterizados polo salto enerxético que deben dar os electróns paira relaxarse, é equivalente á enerxía da luz visible.
Con todo, a pesar da luz visible, o espectro das luces que ven no mar é moi amplo e, en gran medida, a propia estrutura da luciferina delimita a cor da luz resultante. Nas luces violuminiscentes do mar obsérvase un espaciado espectral de morado a vermello -morado, azul, verde, amarelo, laranxa ou vermello-, aínda que as cores predominantes son o azul e o verde. É dicir, una luz que ten una lonxitude de onda no espectro de entre 470-490 nanómetros. É posible que a cor azul sexa o máis vantaxoso desde o punto de vista evolutivo, xa que a auga do mar é especialmente transparente á luz azul e, por tanto, esta é a lonxitude de onda máis adecuada para que a luz chegue a calquera lugar do mar; chega máis lonxe que calquera outro cor.
Pero non termina aquí a complexidade da bioluminiscencia. Moitos animais, ademais das células xeradoras de luz básicas, desenvolveron estruturas ópticas complementarias e moi complexas: ás veces paira emitir máis luz; ás veces actúan como pantallas reflectoras paira poder dirixir a luz cara a unha dirección determinada; do mesmo xeito que nas lanternas, tamén existen estruturas de enfoque e/ou difuminado do raio de luz; e finalmente, filtros de cambio de cor da luz.
Converxencia evolutiva
Este truco químico paira crear luz inventouse" polo menos 30 veces na natureza. Foi concibida de forma independente en diferentes épocas, ecosistemas e especies e serviu paira facer fronte á problemática concreta. Se se observa un a un, obsérvase rapidamente que se desenvolveron de forma independente, xa que son completamente diferentes as luciferinas utilizadas por uns e outros paira producir luz e as súas encimas luzíferas.
A súa presenza na natureza demostra a importancia da violencia paira sobrevivir en mar aberto. É una verdadeira necesidade biolóxica paira os residentes. Agora ben, detrás desta estratexia química única, aparecen centos de usos diferentes ideados por animais mariños.
Moitos o utilizan paira buscar parella. Utilizan códigos de luz especiais paira enviar mensaxes como "a femia en busca dun macho san". Nestes casos, o ritmo dos escintileos indica ao que pode ser parella quen busca parella, e noutras ocasións a propia forma dos órganos de luz. En todos estes casos, a madurez sexual limita o desenvolvemento dos órganos bioluminiscentes por parte do peixe.
Melanostomias valdivia (black dragonfish en inglés) vive nas augas de Hawai e desenvolve una adaptación completamente diferente que lle resulta moi útil. Ten dous órganos biolumminiscentes, un que xera luz azul verde e outro que xera luz infravermella. A maioría dos animais que viven en mar profundo non poden ver a luz infravermella, polo que Melanostomias valdivia utilízaa como una lanterna paira espiar ás súas presas sen avisar.
Os cefalópodos utilizan a bioluminiscencia paira camuflar. A parte superior do corpo escurécese ou se esconde iluminando os extremos dos brazos sobre os depredadores que circulan pola auga. Ofrecen flashes curtos e rápidos cando senten perigo.
Os animais que habitan a menor profundidade déronlle outro uso. Chégalles a luz natural desde arriba, o que lles converte nun grave problema sen querer, xa que se o depredador achégase desde abaixo, pode ser percibido ao contraxeito. Nestes casos, a bioluminiscencia utilízase paira facer contraluz. Regulan a intensidade e a lonxitude de onda da luz que emiten na zona ventral, de forma que se corresponda coa iluminación ambiental. Así, o depredador faise case invisible e simplemente abandona.
Una estratexia similar utiliza a quenlla cigarro ( Isistius brasiliensis ) paira evitar que as súas presas o vexan: camufla o ventre facendo contraposición con bioluminiscencia. Pero a estratexia é aínda máis complexa: un anaco de pel próxima á boca non ten órgano bioluminiscente, polo que, visto desde abaixo, só se ve a silueta escura dun peixe pequeno en lugar da quenlla. Cando se achega o peixe que vai comer co coitelo, a quenlla suxéitase como una ventosa e mételle os dentes, morde e, nun instante, deixando una pegada circular case perfecta que un cigarro lle faría apagada na pel.
Ultimamente está a cobrar especial interese outro uso da bioluminiscencia: os investigadores queren saber si utilizan a luz como lingua, xa que sospeitan que pode ser útil como sistema de transmisión de información entre dous individuos da mesma especie.
Tamén os máis pequenos
A pesar da complexa estratexia de bioluminiscencia, non se desenvolveu unicamente no reino animal. Moitos animais adquiren a capacidade de emitir luz grazas ás bacterias, que viven no seu interior a través de simbiose e intercambio de nutrientes. A quisquilla Systellaspis debilis lanza o chorro de bacterias bioluminiscentes a calquera persoa que queira atacar. Na escuridade negra do mar, o brillo luminiscente pode cegar e desorientar ao depredador por un instante. Tempo suficiente paira irse.
Os dinoflajelados son tamén compoñentes microscópicos do fitoplancto e son un dos máis abundantes dos seres vivos xeradores de luz. Só son plantas de 20-500 micras, pero se iluminan paira defenderse. Cando os crustáceos de tipo copépodo achéganse a comer dinoflajelados, os máis pequenos emiten flashes de luz que, ademais dos copépodos, espertan a atención dos peixes máis grandes da zona. Como consecuencia, os copépodos deben deixar en paz aos dinoflajelados e fuxir dos peixes.
Así, en grao sumo complexo todo o máis simple, a bioluminiscencia é una ferramenta imprescindible paira sobrevivir á escuridade mariña. Non só pola escaseza de luz, senón porque no mar a vida non se limita ao fondo, son ecosistemas moito máis amplos. Estes dous factores condicionan o modo de vida no que vivimos, e a diferente forma de vida e evolución dos seres vivos terrestres e mariños en todos estes milenios é evidente.
