Escuro claro

É una luz de día e o pauma é suficiente con mostrar as súas plumas coloridas para que as femias de ao redor sedúcense. Quedan fascinados polas súas plumas ojivales. A grulla, pola súa banda, agáchase a cabeza diante da femia, salta e realiza una elegante danza de ballet. A femia tamén foi enmeigada inmediatamente. Pero os animais que viven no mar profundo teñen una gran dificultade paira cortejarse: o mar está escuro. Non chega luz e toda a súa beleza queda oculta, frustrada. Que facer paira deixarse levar por alto e seducir ás persoas?
Servizos
Escuro claro
01/12/2005 | Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber | Elhuyar Zientzia Komunikazioa
(Foto: S. haddock / monterey bay aquarium research institute)

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.

En augas pouco profundas abundan animais e plantas de vivas cores, pero a medida que aumenta a profundidade predomina a escuridade e as cores son entón poucos útiles.
-

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.

A histioteuthis heteropsis cefalópoda habita a grandes profundidades e a súa cortiza está chea de fotoforos que xeran luz. Dependendo da luz da zona, utilízaos paira camuflarse ante rapaces e presas.
S. haddock / monterey bay aquarium research institute

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.

Atolla vanhoeffeni medusa vive na maioría dos mares do planeta. Ofrece espectáculos de luminiscencia impresionantes cando sente perigo.
Diámetro: 3 cm
(Foto: S. haddock / monterey bay aquarium research institute)

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.

A escuridade do mar profundo e a luz exterior han condicionado notablemente a vida dos seus habitantes. A evolución percorreu un camiño totalmente diferente en ambos os casos.
CP

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.

Os ollos tamén deben adaptarse
Nos últimos anos os biólogos descubriron que os animais mariños, ademais das estruturas de xeración de luz, tiveron que desenvolver estruturas especiais paira ver a outros seres vivos nestas difíciles condicións. A medida que se profunda no mar, a zona aparece cada vez máis escura e azul. No lado batipelágico, por baixo dos 1.000 metros, non hai nin rastro de luz do día e só ven escintileos bioluminiscentes. Paira os animais que viven nesta zona, por tanto, é suficiente con ter uns ollos moi pequenos e pouco sensibles á luz. E é que, a pesar da súa baixa sensibilidade, cunha excelente resolución espacial, son capaces de detectar puntos violuminiscentes a distancias enormes na escuridade.
(Foto: gudmundura geir)
No lado mesopelágico (entre 200 e 1000 metros), con todo, a dificultade é dobre: tanto a luz do día como as luces bioluminiscentes. A adaptación a situacións ópticas tan dispares influíu directamente no deseño dos ollos dos seres vivos mesopelágicos. A evolución tivo que deseñar ollos que se adapten a condicións lumínicas de case calquera profundidade, e os investigadores han visto que tanto óptica como neurológicamente son grandes variacións: algúns incrementaron a sensibilidade visual paira poder vela en iluminacións débiles, outros preferiron renunciar a esta sensibilidade e desenvolver a capacidade de atopar máis facilmente os puntos de escintileos bioluminiscentes. Pola contra, os máis evolucionados conseguiron intercalar na retina zonas especializadas en diferentes tipos de luz.
Seguridade nacional
Hai uns anos, catro científicos que investigaban a bioluminiscencia foron detidos polo Servizo de Seguridade de Ucraína tras examinar as súas casas. Foron acusados de levar a un congreso científico de Lituania o mapa mundial do plancto realizado por bioluminiscencia e de habelo revelado segredos de estado.
(Foto: de arquivo)
O caso que finalmente se aclarou é que a bioluminiscencia pode servir paira coñecer a situación dos barcos secretos submarinos, xa que o plancto emite luz sobre todo cando lle molestan fisicamente, como o paso dos submarinos. O Servizo de Seguridade considera que é fácil detectalos tanto por satélite como por avión.
Non só era cuestión de entón, o plancto tivo una longa historia na guerra: En 1918, o submarino alemán Ou-34 foi destruído no Mediterráneo tras ser denunciado pola violencia. Desde entón, moitos países recoñeceron que se están desenvolvendo sistemas avanzados de detección de submarinos mediante plancto.
Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber
Servizos
215
2005
Descrición
032
Bioloxía
Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila