Los berberechos de corazón crean una ‘fibra óptica’ a través de su concha que ilumina su interior

En la naturaleza está la depredación, en la que uno se come al otro. También el parasitismo, en la que aquel se aprovecha de este. Hay casos de simbiosis en los que los dos ganan, como la relación entre abejas y flores. Y después está lo que hacen los berberechos de corazón (Corculum cardissa) con sus socias, las Symbiodinium corculorum. A fuerza de años de evolución, el molusco ha logrado hacer pasar la luz a través de su concha, lo que permite a esta microalga realizar la fotosíntesis. Así esta vive bajo el caparazón alimentando al berberecho, que no tiene que abrirse, evitando así exponer a los dos a los depredadores. La sofisticación es tal que un nuevo estudio ha descubierto que en la cáscara hay una especie de ventanas al exterior donde haces de fibra óptica natural deja pasar la luz que activa el proceso fotosintético, pero frena la radiación ultravioleta, que podría dañar tanto a uno como a la otra. Los autores del descubrimiento dicen que no hay nada igual en el mundo natural.

Las S. corculorum (no les han asignado aún un nombre común) son protistas, un extraño reino del árbol de la vida en la que sus integrantes tienen células con núcleo, pero no son animales, ni vegetales, ni hongos. Se estima que la mitad de ellas realiza la fotosíntesis, convirtiendo la luz del sol en energía química, como también hacen las plantas o las cianobacterias (una de las primeras entidades vivas sobre la tierra). Varias de estas microalgas se han asociado con corales y esponjas, en una especie de fotosíntesis indirecta. También lo han hecho con algunos moluscos, colándose bajos sus conchas. Pero en estos casos, como sucede con la almeja gigante, el bivalvo tiene que abrirse y exponer su interior a la luz solar... y a cualquier depredador que pase por allí. De ahí lo especial del C. cardissa. Todos los berberechos tienen conchas que recuerdan a la de un corazón. Pero estos, propios de los fondos arenosos de aguas no muy profundas del Pacífico y el Índico, vistos desde arriba, tienen esa forma idealizada del músculo cardíaco. Es a través de sus lados por donde dejan pasar la luz.

“Las conchas de los berberechos de corazón están hechas de aragonito y tienen pequeñas ventanas en su concha, siendo el resto opaca, que permiten que la luz llegue a las algas simbióticas”, cuenta la investigadora de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) y coautora del estudio, Jennifer Dionne. El aragonito es una forma cristalina del carbonato cálcico y da su dureza al exterior de los bivalvos. Lo interesante en el caso de esta especie es que sus dos valvas no son iguales. La que da a la arena es abombada y apenas tiene esas regiones más translúcidas que Dionne llama ventanas. Pero la queda arriba, la que da al cielo, es plana y acumula estas zonas más claras. La incidencia de los rayos es más eficiente en una superficie aplanada que en otra curva. En los experimentos realizados con las conchas, cuyos resultados han sido publicados en la revista científica Nature Communications, observaron cómo la concha de arriba deja pasar hasta el 62% de la radiación que activa la fotosíntesis (que se corresponde casi con la porción del espectro visible de la luz), mientras que la concha en contacto con el fondo rebota hasta el 96% de esa misma luz.

Este berberecho dispone de un escudo protector especializado: “Curiosamente, el lado de los berberechos de corazón que da al sol filtra la radiación ultravioleta en una medida significativamente mayor que el lado que da a la arena”, destaca Dionne. Los rayos UV pueden dañar el ADN tanto del molusco como el de las algas. Además esta defensa actuaría como protección adaptativa para evitar el blanqueamiento (bleaching, en la terminología inglesa) que está matando a los corales. “Dado que ambos lados están hechos del mismo material, esta propiedad de filtrado de los rayos ultravioleta proviene de la microestructura de la concha”, añade la investigadora. Y aquí está uno de los hallazgos de mayor alcance de esta investigación: esa microestructura “incluye haces similares a fibras ópticas y lentes condensadoras que enfocan la luz solar útil sobre los simbiontes”, detalla.

Como sucede con la fibra óptica que sustenta internet y conecta a los humanos, esta configuración en la parte exterior de las ventanas en las conchas permite descomponer la luz, lo que ayudaría a descartar la parte dañina del espectro. En la parte interna, bajo las ventanas, estos animales cuentan con una porción de carbonato cálcico transparente y abombado que vista al microscopio electrónico de barrido recuerdan a una lente. Y eso es lo que son. Lentes que condensan la luz y la enfocan hacia el interior del manto del molusco, un material denso, donde esperan las microalgas. “Es increíble que estos organismos hayan desarrollado micro/nanoestructuras en sus conchas para transmitir la luz visible, al tiempo que reflejan y absorben la luz ultravioleta, con el fin de proteger a sus simbiontes. Hasta donde sabemos, los berberechos del corazón son los primeros organismos con tales haces de fibras ópticas.”, termina la científica.

Sobre la relevancia de esta investigación, el biólogo de la Universidad Duke (Estados Unidos) y coautor del trabajo, Sonke Johnsen dice en un correo: “En ciertos casos, un estudio es importante porque se ocupa de un organismo de gran importancia ecológica; en otros, lo es porque nos muestra una solución novedosa a un problema. Este artículo es uno de esos últimos estudios”. Y esa solución podría interesar a la industria de telecomunicaciones y sus problemas para empaquetar datos y enviarlos en forma de fotones. Por un lado, Jonhsen recuerda que los haces de fibras de los berberechos de corazón deberían interesarles porque utilizan las propiedades ópticas especiales de la aragonita para fabricar cables autorevestidos: “Todos los cables [los artificiales] normalmente necesitan una funda de un material diferente para garantizar que la luz no abandone fácilmente la fibra. Estas fibras lo hacen por sí solas”. Y apunta una más: “El estudio también nos revela nuevas formas de fabricar filtros basados en la estructura y no en sustancias químicas. La vida funciona con pocos elementos atómicos, pero es increíblemente buena a la hora de desarrollar estructuras que pueden hacer una cantidad asombrosa de cosas, especialmente con la luz”.