Bioluminiscencia, una contemplación única.
¿Alguna vez han tenido la oportunidad de poder apreciar, a la orilla del mar, un fascinante espectáculo luminoso de olas oscilantes, o algún animal marino emitiendo esta llamativa luz? Probablemente no.
Indiscutiblemente, uno de los fenómenos más majestuosos que nos ha brindado la madre naturaleza es la bioluminiscencia, un verdadero espectáculo para todos aquellos que ha tenido o tendrán la oportunidad de admirar. Este proceso puede parecer para muchos inexplicable, pero no lo es.
La bioluminiscencia es un fenómeno presente generalmente en las profundidades de los ecosistemas marinos, donde la luz es escaza y los seres que la generan sacan a relucir esta hermosa habilidad. Se da en organismos como bacterias, algas, peces, medusas, cangrejos, corales, moluscos e incluso en algunos tiburones. También se encuentran seres capaces de emitir luz en otros hábitats como es el caso de las luciérnagas, los nematodos, las moscas, algunos ciempiés, un tipo de caracol de malasia e incluso ciertos hongos como la Armillaria mellea (Panohaya., 2004).
La bioluminiscencia es una luz producida por una reacción química en los organismos y para que esta se produzca se necesita de cuatro elementos: el oxígeno, un compuesto orgánico denominado luciferina, la enzima catalizadora luciferaza, y el ATP (trifosfato de adenosina) que es una sustancia capaz de generar la energía necesaria para que se lleve a cabo la reacción.Pero, ¿cómo es que se produce?
La luciferasa cataliza la oxidación de un sustrato de luciferina y con el ATP de esta forma se obtiene la energía celular que permite producir esa emisión de luz.
Básicamente existen tres tipos de bioluminiscencia: la intracelular, la extracelular y la simbiosis con bacterias luminiscentes. Estos ultimó 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. Aunque en todos estos grupos el mecanismo de la bioluminiscencia es similar, el proceso por el que cada organismo produce luz, varía en la complejidad molecular de la luciferina y luciferasa.
El color de la luz suele ser desde azul a verde, y en menos casos, tiene tonalidades rojizas. Según la especie de los organismos, este fenómeno puede ser producido por las bacterias simbiontes que aportan las substancias para la reacción bioquímica, o por órganos especializados donde se lleva a cabo el proceso.
Existe la hipótesis de que la bioluminiscencia de 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 tras día se sigue investigando sobre este fascinante fenómeno y su posible aplicación en la biotecnología (Duval, 2018).
Por ejemplo, un importante hallazgo realizado por los investigadores Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien en su trabajo “Descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente (GFP)" por el que fueron merecedores del Premio Novel de Química en 2008.
El descubrimiento de las GFP (Imagen) ha garantizado innumerables usos en el sector de la ciencia, son muy versátiles y se utilizan en diversos campos como la microbiología, ingeniería genética y fisiología. Permiten ver procesos previamente invisibles, como el desarrollo de neuronas, cómo se diseminan las células cancerosas, el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, el crecimiento de bacterias patogénicas, la prolifeación del virus del SIDA, entre otros (Pérez Millán, 2009).
Duval, E. A. (2018). Saber sin fin. Obtenido de Sabersinfin.com: https://www.sabersinfin.com/articulos/ciencia-y-tecnologia/1582-la-bioluminiscencia-en-el-mar
Panohaya., F. G. (2004). Concetos y bibliografía sobre la fotoluminiscencia y procesos similares. INAOE.
Pérez Millán, M. I.-V. (2009). La proteína verde fluorescente ilumina la biociencia. Medicina (Buenos Aires), 3(69). Obtenido de http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0025-76802009000400015&lng=es&tlng=es.
Rísquez, A. (s.f). INECOL Instituto de Ecología, A.C. Obtenido de www.inecol.mx: https://www.inecol.mx/inecol/index.php/es/ct-menu-item-25/ct-menu-item-27/17-ciencia-hoy/1026-bioluminiscencia-fascinante-fenomeno-natural