¿Qué es la bioluminiscencia?

Marea luminescente devido a la presencia de pláncton

La bioluminiscencia es la producción de luz de ciertos organismos vivos y está presente en muchas bacterias, hongos, protistas unicelulares, celentéreos, gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos, equinodermos, peces, medusas. Este fenómeno es generado como consecuencia de una reacción química, en la cual una sustancia bioquímica, la luciferina, sufre una oxidación que es catalizada por el enzima luciferasa. 

Aequorea Jellyfish

Se trata de una conversión directa de la energía química en energía lumínica, lo que se denomina quimioluminiscencia.Es una reacción de emisión de luz que no produce calor, lo que hace que sea eficiente en términos de energía. 

La bioluminiscencia es un fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos y tiene distintas funciones en los ambientes naturales, entre ellas la defensa, la comunicación, la reproducción y la atracción de presas.
 Existen 3 tipos principales de bioluminiscencia: la intracelular, la extracelular y la de bacterias simbióticas. 
La bioluminiscencia intracelular es generada por células especializadas del propio cuerpo de algunas especies pluricelulares o unicelulares (como dinoflagelados) y cuya luz se emite al exterior a través de la piel o se intensifica mediante lentes y materiales reflectantes como los cristales de urato de las luciérnagas o las placas de guanina de ciertos peces. Este tipo de luminiscencia es propia de muchas especies de calamar y de dinoflagelados. Ya la bioluminiscencia extracelular se da a partir de la reacción entre la luciferina y la luciferasa fuera del organismo. Una vez sintetizados, ambos componentes se almacenan en glándulas diferentes en la piel o bajo esta. La expulsión y consecuente mezcla de ambos reactivos en el exterior producen nubes luminosas. Este tipo de luminiscencia es común a bastantes crustáceos y algunos cefalópodos abisales. 

Moon Jellyfish

La simbiosis con bacterias luminiscentes se conoce sólo en animales marinos tales como los celentéreos, gusanos, moluscos, equinodermos y peces. Es el fenómeno de luminiscencia de origen biológico más extendido en el reino animal. En diversos lugares del cuerpo los animales disponen de pequeñas vejigas, comúnmente llamadas fotóforos, donde guardan bacterias luminiscentes. 
Algunas especies producen luz continua cuya intensidad puede ser neutralizada o modulada mediante diversas estructuras especializadas. Normalmente los órganos luminosos están conectados al sistema nervioso, lo que permite al animal controlar la emisión lumínica a voluntad. La relación entre la bacteria Vibrio fischeri y el calamar sepiólide Euprymna es un sistema que sirve como modelo de simbiosis en el laboratorio.

Euprymna Scolopes

En su fase juvenil, el Euprymna posee una serie de apéndices recubiertos de mucosidad alrededor de su órgano luminoso con los que recoge bacterias Vibrio fischeri del entorno marino. Cuando la cantidad es suficiente, los apéndices mueren al tiempo que el órgano luminoso madura en un proceso fisiológico que se ha asociado con la aparición de la citotoxina traqueal. Los depredadores nocturnos de las cristalinas aguas de las playas de Hawái detectan a sus presas al ver su silueta recortada bajo la luz de la luna y las estrellas. Pero el calamar hawaiano hace desaparecer su silueta y también su sombra gracias a que la parte de abajo del calamar se ilumina gracias a un órgano emisor de luz que alberga una colonia de bacterias bioluminiscentes.

Euprinma berryi

 Ellas le permiten emitir una luz de la misma intensidad y longitud de onda que la iluminación del ambiente, lo que lo hace prácticamente invisible. Pero además esas bacterias contribuyen a regular los ciclos circadianos del calamar, es decir, sus periodos de actividad y descanso.




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.

HONGOS BIOLUMINESCENTES: 

Filoboletus manipularis

Hay más de 70 especies de hongos bioluminiscentes, en su mayoría se encuentran en zonas templadas y tropicales del mundo. Aunque la mayoría de los hongos no poseen esta habilidad , especies conocidas de hongos bioluminiscentes están contenidos en los linajes Omphalotus , Armillaria y Mycenoid . Sus grados de intensidad de luz difieren entre sí. Mientras que muchas de las especies australianas son muy luminosas, las especies de América del Norte tienden a emitir menos luz y requerir un ajuste de la oscuridad antes de que puedan ser vistas. Citamos algunos:

Fuego chimpancé

 Esta especie de hongos fue encontrada hace pocos años en el triángulo Goualougo, cerca del río Dzanga en la República del Congo. Aunque los lugareños lo conocen, era una especie poco conocida en el medio científico. No se sabe a que género pertenece, mucho menos a qué especie. La cineasta Verity White capturó el fenómeno en cámara para un episodio sobre Congo, de la serie África de BBC/Discovery. No se sabe por qué crece en el suelo del bosque del triángulo Goualougo, Se supone que la bioluminiscencia de dicho hongo sería un mecanismo para atraer a invertebrados que propaguen las esporas del hongo. 

 Panellus stipticus

           Panellus stipticus

Esta especie fue nombrada por primera vez como Agaricus stypticus por el botánico francés Jean Bulliard en 1783. Habita en gran parte del mundo, pero es más habitual encontrarlo en Norteamérica, especialmente en la zona este. Crece sobre madera de árboles planifolios, algunas veces de forma cespitosa. De sabor amargo, es utilizado como espesante sanguíneo. 

Neonothopanus gardneri

Neonothopanus gardneri Conocidos popularmente como hongos fantasma, fue descubierto en 1840 por George Gardner que vio a unos niños jugando con un objeto brillante en Natividade (Brasil). No se volvió a encontrar hasta el año 2009 por las primatólogas Patricia Izar y Dorothy Fragaszy. Los habitantes del lugar lo conocían y lo llamaban flor de coco, por crecer en la base de ejemplares de pindobas, una especie de palma de pequeño tamaño. El mecanismo que origina la luz en estos hongos es desconocido. A diferencia de los animales capaces de generar luz, estos hongos brillan durante todo el día. 

 

INVERTEBRADOS BIOLUMINESCENTES: 

 Cucaracha Bioluminescente: 

La cucaracha gigante bioluminiscente (Lucihormetica luckae), es endémica del Ecuador. El único ejemplar conocido de este insecto, fue hallado en 1939 en las faldas del volcán Tungurahua. El sitio fue destruido cuando el volcán erupcionó en diciembre de 2010, por lo que se cree que esté extinta. 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. 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, que son altamente tóxicos. La luz de la Lucihormetica luckae se produce gracias a una bacteria simbiótica que vive en las depresiones del cuerpo de la cucaracha. La bioluminiscencia toma la forma de tres puntos (dos grande, uno pequeño) en la parte posterior de la cucaracha. Cada uno está lleno de estas bacterias. El efecto se intensifica por el hecho de los puntos están cubiertos por una superficie reflectante, por lo que actúan en forma similar a los faros. 

Escarabajos Luminescentes: 

Pyrophorus es un género de coleópteros polífagos de la familia Elateridae bioluminiscentes. Producen luz de tipo crioluminiscencia ya que para producir luz casi no emiten calor extra. El nombre del género proviene del griego pyro, fuego y phorus, portador. Se caracterizan por poseer órganos fotógenos, bioluminosos o generadores de luz en el dorso, sobre la zona torácica llamada pronoto; esta luz por lo general es verdosa. Además poseen un tercer órgano aún más luminoso en la parte dorsal del abdomen que sólo es visible al volar. Sus huevos y larvas también son luminosos. 

MILPIES LUMINESCENTES: 

El milpiés Motyxia, también conocido comúnmente como el milpiés luminoso Sierra, es otro invertebrado bioluminiscente. Motyxia es un género de milpiés ciegos que producen cianuro. Se conocen 9 especies y 11 subespecies bioluminescentes. Este mecanismo tendría la función de advertir del peligro a los depredadores y alejarlos. La luz se emite desde su exoesqueleto de forma continua, y se intensifica cuando se manipula al animal. La emisión de luz es uniforme a través del exoesqueleto , y todos los apéndices ( piernas , antenas ) y anillos del cuerpo emiten luz, al contrario de los órganos internos. La luminiscencia se genera mediante un proceso bioquímico en exoesqueleto del animal debido a una fotoproteína, sin embargo, su estructura aún es desconocida, lo que imposibilita identicar a origen de la bioluminescencia.

LARVAS DE MOSQUITO LUMINOSAS:

Arachnocampa luminosa es una especie de mosquito nativo de Nueva Zelanda. En el estado de larvas es luminescente. Son encontradas en lugares húmedos, especialmente en cuevas, grutas o algún lugar en la floresta dónde encuentren protección. Fueron descubiertas por primera vez en 1871, dentro de una mira de oro de Thames, en Nueva Zelanda. Aunque en 1891 fue llamada Bolitiphila luminosa, en 1924 fue renombrada como Arachnocampa luminosa. Las larvas de este pequeño artrópodo son llamadas gusanos de luz, aunque sean en realidad un artrópodo. El mosquito deja unos hilos de seda colgando que recuerda a las telarañas. Cuando tienen hambre, generan luz para atraer a sus hilos trampa a mariposas nocturnas, mosquitos, etc.

Cuevas de Waitomo

La larva de Arachnocampa es luminiscente en su parte posterior. Cada larva construye una red horizontal con gotas de seda pegajosas repartidas de forma regular. Los pequeños animales que pululan por la cueva como moscas, arañas, escarabajos e incluso murciélagos son atraídos por esta luz azulada tan brillante y quedan atrapados en las redes. Cuando hay un animal atrapado la larva tira de la red y lo devora. A pesar de ser un mecanismo útil para atraer a las presas, esa luz también atrae a los depredadores, como los arácnidos llamados segadores, que se alimentan de esas larvas. Las cuevas de Waitomo , en Nueva Zelanda tienen como mayor particularidad la existencia de la Arachnocampa. La cueva de Marakoopa, situada en Tazmania, también es hábitat de ese mosquito y acoge a unos 30.000 visitantes al año, atraídos por el efecto causado por la bioluminescencia de sus larvas. 

Y, RECUERDEN: 

Reed Flute Cave, China