Foto: Panellus Stipticus, un hongo bioluminiscente. Fuente:  Wikimedia

 

En un oscuro y húmedo bosque aparecen, tenues, unas lucecillas a lo lejos. A medida que caminamos nos damos cuenta de que algo ilumina nuestro alrededor: unos fantasmales hongos producen una tenue luz verdosa. Al llegar a la playa, de pronto, las olas dejan ver un espectáculo de luz azul, como si el agua se iluminara. De fondo, las tímidas luciérnagas continúan el baile que nos atrajo hasta allí. Y aunque esta escena pudiera parecer sacada de una película, lo cierto es que los organismos capaces de producir luz por sí mismos son muchos más de los que creemos.

 

 

Luciferina y luciferasa

En el siglo XVII, el filósofo natural, químico y físico, Robert Boyle, metió una suerte de maravillosos hongos fosforescentes en un tarro. Los hongos, que en muchas cosas se parecen a los animales, iban perdiendo luz a medida que consumían el oxígeno del recipiente, al respirar. Sin embargo, al devolverles aire limpio, comenzaban a iluminarse, de nuevo. Este curioso comportamiento no tuvo explicación hasta bastante después de este experimento. El responsable no era otra cosa que el mecanismo del que forman parte la luciferina y la luciferasa. Pero empecemos desde el principio. Los seres vivos capaces de producir su propia luz se denominan bioluminiscentes. Y esta bioluminiscencia se produce gracias, casi en exclusiva, a este proceso del que hablábamos.

 

Foto: Bioluminiscencia en el Santuario de las luciérnagas.

Fuente:  Wikimedia

 

Las luciferinas son un conjunto de proteínas que almacenan mucha energía. Al reaccionar con la luciferasa, que es una enzima, estas liberan la energía produciendo luz. La luz surge, precisamente, cuando los electrones de esta molécula se excitan y, para volver a su estado más calmado, liberan energía en forma de radiación luminosa. Pero para que esto se produzca hace falta una reacción química, que es la que cataliza la luciferasa. Y de hecho, en esa reacción hace falta oxígeno. Es entonces cuando el experimento de Boyle adquiere sentido: sólo con oxígeno se puede producir la bioluminiscencia. Aunque las proteínas y enzimas varían según el género o, incluso, la especie, al final el proceso de bioluminiscencia es siempre el mismo.

 

 

La luciferina, en unión con el oxígeno transforma un fosfato activado, procedente del ATP, la "moneda de cambio energética", en una molécula de fósforo y energía que se observa como luz. Los distintos colores de la luz se deben, precisamente, a las diferencias entre luciferinas y luciferasas de los distintos organismos que las producen. Hasta hace muy poco se pensaba que estas sólo podían ser azuladas o verdosas. Sin embargo, se ha encontrado una medusa abisal capaz de producir tonalidades rojas. ¿Y qué organismos producen luz? Desde bacterias, hasta moluscos, como los calamares, pasando por cnidarios, hongos, por supuesto, y artrópodos: insectos y cangrejos, el elenco de animales es muy extenso. Y cada vez descubrimos que este mecanismo de bioluminiscencia estaba más extendido de lo que pensábamos.

 

¿Para qué sirve la bioluminiscencia?

Esta pregunta es mucho más difícil de contestar. En primer lugar hay que entender que no todos los animales producen por sí mismos la bioluminiscencia. Algunos usan bacterias en simbiosis para crear luz. En otras ocasiones parece que la bioluminiscencia es un accidente, como ocurre con muchas bacterias marinas. En el caso de las luciérnagas, por ejemplo, sabemos que la bioluminiscencia ocupa un importante lugar en la reproducción de estos insectos. En otros animales, especialmente en los fondos abisales, la luz sirve para atraer presas. O para distraer, como ocurre con algunos calamares o cangrejos. También pueden emplearse en la comunicación, como hacen las luciérnagas, pero con otras intenciones. O, por supuesto, la bioluminiscencia puede servir para iluminar, algo muy importante en el mar, por ejemplo, donde la luz penetra con mayor dificultad, especialmente en ciertos lugares.

 

Bioluminiscencia, fosforescencia y fluorescencia

Pero, aunque son muchos los organismos capaces de producir su propia luz, existen muchos otros que se iluminan sin que esto se deba a la bioluminiscencia propiamente dicha. La fluorescencia y la fosforescencia son otros fenómenos de luminiscencia. La diferencia fundamental es que en estos fenómenos, la sustancia es capaz de absorber energía y luego irradiarla en forma de luz. Es decir, a diferencia de la bioluminiscencia de la luciferina y luciferasa, aquí no se produce ninguna reacción química voluntaria, produciendo luz desde la "nada". Aquí la luz se absorbe y se expulsa mediante un proceso físico.

 

 

 

 

La diferencia entre ambas es, precisamente, ese proceso. Mientras que en la fluorescencia se absorbe la luz ultravioleta, la cual se emite nuevamente en forma de luz, y ocurre de forma inmediata, la fosforescencia es más lenta. La fosforescencia puede ocurrir minutos o incluso horas después de que la luz haya incidido en la sustancia. Además, la fosforescencia también puede emitirse en otros tipos de espectros electromagnéticos distintos a la luz visible.

 

Así, al iluminar a algunas especies, estas son capaces de emitir un resplandor. En muchas ocasiones esto se emplea para comunicarse o para engañar a sus depredadores ya que algunos animales perciben otros rangos distintos a los que vemos nosotros. Pero en este caso, como explicábamos, no podemos hablar de bioluminiscencia propiamente dicha porque no es el organismo el que la produce. Lo que no quita para que sea increíblemente útil en los laboratorios, donde se emplea, por ejemplo, para marcar y contar células.