LA BIOLUMINISCENCIA EN EL MAR
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enrique ayala duvalLa bioluminiscencia es un proceso muy interesante por el cual los organismos que la producen, en su mayoría son marinos; el mismo fenómeno también se presenta en algunos insectos y hongos terrestres, pero por ahora se hablará solamente de los organismos marinos, pues es en el mar donde el fenómeno es muy común.



La bioluminiscencia es la luz producida por organismos vivos, como resultado de una reacción bioquímica en la que la mayoría de las veces intervienen la luciferina (una proteína), oxígeno molecular y ATP (adenosín trifosfato), que reaccionan mediante la enzima luciferasa de la siguiente manera: el oxígeno oxida la luciferina; la luciferasa acelera la reacción y el ATP proporciona la energía para le reacción, produciéndose agua y luz, la cual es muy notoria durante la noche; como en toda reacción en la que interviene una enzima, ésta se recupera quedando disponible para catalizar más cantidad de luciferina y oxígeno.

Las bacterias marinas son los organismos más abundantes entre los organismos luminiscentes; las hay de vida libre o simbióticas, que viven en la superficie de otros organismos marinos o dentro de sus cavidades, por ejemplo dentro de su tracto digestivo.  Los invertebrados, como por ejemplo ctenóforos, crustáceos, cefalópodos, salpas y otros, así como algunos vertebrados marinos (peces de profundidad) producen bioluminiscencia.  Aunque en todos estos grupos el mecanismo de la bioluminiscencia es similar, el mecanismo por el que cada organismo produce luz, varía en la complejidad molecular de la luciferina y luciferasa, lo que da el color a la luz emitida. El color de la luz suele ser desde azul a verde, y en menos casos, tiene tonalidades rojizas.   Según la especie de los organismos, la bioluminiscencia puede ser producida por las bacterias simbiontes que aportan las substancias para la reacción bioquímica, o por  órganos especializados donde se lleva a cabo el proceso.

El significado biológico del por qué las bacterias producen luz permanece hasta nuestros días un tanto incomprensible; en cambio se sabe que algunos peces o calamares se benefician asociándose simbióticamente con bacterias luminiscentes; así ellos pueden usar la luz de las bacterias para atraer presas, o para escapar de sus depredadores, o para establecer una comunicación con sus congéneres, principalmente con fines reproductivos.  Por ejemplo, se sabe que los calamares arrojan una tinta negra cuando se sienten amenazados por algún depredador o por alguna otra causa, lo cual les da la oportunidad de perderse de la vista del depredador; a profundidades mayores de unos doscientos metros, donde la luz del día ya no alcanza  a penetrar, porque se ha extinguido, la tinta negra del calamar sería inútil, pues no se ve; en cambio, un chorro de tinta ‘bioluminiscente’ confunde al depredador, surtiendo el mismo efecto de la tinta negra en las zonas donde hay luz.

Existe la hipótesis de que la bioluminiscencia que existe hoy en día es el resultado de la evolución: en un principio, cuando la atmósfera terrestre tenía una concentración de oxígeno casi nula y el oxígeno fue aumentando paulatinamente por la presencia cada vez mayor de organismos fotosintéticos, los organismos se liberaban del oxígeno, que en ese entonces era tóxico para ellos, con la reacción de la bioluminiscencia, produciendo agua.

Hoy en día, este fenómeno puede ser aprovechado por el hombre, por ejemplo, las bacterias luminiscentes pueden ser usadas en la detección de tóxicos y sustancias mutagénicas en los ambientes acuáticos; agregando estas substancias tóxicas a los cultivos de bacterias, se mide la disminución de la intensidad bioluminiscente.  Día con día se sigue investigando sobre este fascinante fenómeno y su posible aplicación en la biotecnología.

* Enrique Ayala Duval es Biólogo egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM, con estudios de posgrado en Ciencias del Mar; labora en el Departamento de Hidrobiología de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Iztapalapa, su área de investigación es sobre el Zooplancton e Ictioplancton Marinos.

Lecturas recomendadas:

  • Deheyn, D.D., & Latz, M.I. 2009. Internal and secreted bioluminescence of the marine polychaete Odontosyllis phosphorea (Syllidae). Invertebrate Biology, 128(1), 31.45.
  • Herren, C.M., Alldredge, A.L., & Case, J.F. 2004. Coastal bioluminescent marine snow: fine structure of bioluminescence distribution. Continental Shelf Research, 24(3), 413-429.
  • McElroy, W.D., & Seliger, H.H. 1970. Bioluminiscencia. In Scientific American, ed. La Célula viva. Madrid: Editorial Blume, 184-197.
  • Węgrzyn, G., & Czyż, A. 2002. How do marine bacteria produce light, why are they luminescent, and can we employ bacterial bioluminescence in aquatic biotechnology? Oceanologia, 44(3), 291-305.
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