¿Cómo producen la luz los seres bioluminiscentes?

En la mayoría de los casos, esa luz que producen los seres bioluminiscentes es azul, por ejemplo, la de los marinos está en la longitud de onda de los 550 nanómetros (nm) y en las luciérnagas, entre los 510 y 660 nm. Y siempre el fundamento es el mismo, bien sea en el caso de bacterias como Vibrio fischeri; en dinoflagelados que forman parte del fitoplancton, como la especie Noctiluca scintillans; en las luciérnagas, que son terrestres, o también en el camarón del océano profundo, Acanthephyra purpurea. Se trata de una reacción química que producen estos seres. Para lograrlo tienen una molécula llamada luciferina que, en presencia de oxígeno y utilizando el ATP de las células que es lo que aporta la energía a cualquier reacción celular, y mediante la acción de una enzima que se llama luciferasa, se produce la oxidación de la molécula. La luciferina se excita con la oxidación y cuando vuelve a su nivel de energía normal emite esa luz.

Es decir, la molécula es la luciferina, la enzima (molécula que facilita las reacciones químicas en las células) es la luciferasa y utiliza oxígeno que hay en las células y ATP. Esa reacción de oxidación de la luciferina se activa por diversas razones. Puede ser como respuesta al estrés. Por ejemplo, en el caso del fitoplancton es por la agitación. Cuando vemos luz en las olas es por la propia agitación que provocan los movimientos del agua que inducen a que se produzca esa reacción en el fitoplancton. En el caso de los animales, puede ser en respuesta a un ataque, como defensa para asustar a ese depredador. Y en el caso de las luciérnagas es para atraer a sus parejas. Es decir, la función biológica de la bioluminiscencia es variada, pero la reacción química que la produce es siempre la misma.

En el caso de las luciérnagas, por ejemplo, la luz la producen en ellas mismas. En el de los peces abisales es debida a una simbiosis entre esos peces y algunos tipos de bacterias bioluminiscentes. La reacción no se produce en el propio pez, sino que cuenta con una especie de vesícula en la que acumulan bacterias bioluminiscentes y los peces aprovechan la emisión de luz de esas bacterias para sus fines. En la mayoría de los casos para atraer una presa. Abren la boca, en un ambiente muy oscuro como es el abisal, y esa luz atrae a otros peces más pequeños que les sirven de alimento.

Como te explicaba, estos seres utilizan la bioluminiscencia con fines biológicos. Se encienden o se apagan cuando lo necesitan, en respuesta a un estímulo que es distinto dependiendo de la especie de la que se trate. No están todo el tiempo emitiendo la luz, solo cuando les llega el estímulo que en cada caso provoca la reacción de la luciferina. Y esto es así porque producir la luz les supone un gran gasto energético, ya que consumen ATP. Por eso no están todo el día “encendidos”. Deben utilizarlo de forma metabólicamente rentable.

Algunas de estas especies se usan con fines comerciales por su bioluminiscencia. Por ejemplo, la bacteria Vibrio fischeri que es una bacteria marina, varía su nivel de emisión de luz en presencia de contaminantes. Y esa característica se ha aprovechado para poner a la venta tests biotecnológicos que utilizan esta bacteria para medir la presencia de hidrocarburos en el agua o de glifosatos, que es un herbicida, en el medio terrestre.

Ana Bartual Magro es profesora titular en la Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales de la Universidad de Cádiz e investigadora inscrita al INMAR (Instituto Universitario de Investigación Marina).

Pregunta enviada vía email por Christian Ledezma

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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