Bioluminuscencia en los cefalópodos


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Vía Casa de ciencias

“Among the marvels of coloration which the animals of the deep sea exhibited to usnothing can even distantly compared with the hues of these organs. One would think that the body was adorned with a diadem of brilliant gems.The middle organs of the eyes shone with ultramarine blue, the lateral oneswith a pearly sheen. Those towards the front of the lower surface of the bodygave off a ruby-red light, while those behind were snow-white or pearly,except the median one, which was sky-blue. It was indeed a glorious spectacle”
Carl Chun. Teutólogo alemán.
(Escrito a bordo de la Expedición Valdivia, 1899)

La fauna marina incluye una enorme variedad de especies bioluminiscentes, pudiendo hallar numerosos ejemplos en casi todos los grupos zoológicos, sobre todo los que viven en aguas oceánicas de entre 100 a 1.000 metros de profundidad. Se trata de un fenómeno de evolución convergente, al haberse alcanzado el mismo o parecido fin por distintas vías.
La mayoría de los calamares, aunque muy pocas especies de pulpos, tienen agrupaciones de células especializadas que emiten luz, llamadas fotóforos. Atendiendo a su origen, se dice que la bioluminiscencia es de tipo intrínseco cuando se produce a nivel intracelular, en órganos que están situados cerca de la superficie del cuerpo del animal. También puede generarse luz dentro de glándulas contenedoras de bacterias simbiontes, normalmente cepas de Photobacterium o Vibrio fischeri, que es el llamado tipo simbiótico.
La mayoría de los cefalópodos luminiscentes pertenecen al tipo intrínseco. Presentan una sustancia, la luciferina, que al oxidarse produce luz, reacción química que se produce en el interior de unas células especiales, los fotocitos: Éstos se agrupan en estructuras, cuya complejidad y disposición varía según las especies, abarcando desde las estructuras sencillas de Vampyroteuthis, hasta órganos que funcionan como auténticos reflectores, con lentes y filtros, que pueden apuntar la luz en una determinada dirección, expandirla, concentrarla o variar su color.
Para regular la intensidad de la emisión recurren a diversas estrategias. La más frecuente consiste en reducir el flujo sanguíneo, provocando la disminución en el oxígeno aportado, con lo que la reacción de oxidación se ralentiza. Otros cefalópodos poseen unas células negras pigmentadas que se pueden expandir o contraer; son los melanóforos, que actúan a modo de persianas regulando la salida de la luz generada por los fotóforos que se hayan situados por debajo, pudiendo cegarlos por completo.
Casi toda la luz generada por los organismos marinos es de color verde-azulado, en el rango de 470-490 nanómetros, que es la longitud de onda óptima para su transmisión en el mar, aunque también se pueden producir otros colores. Estudios llevados a cabo con el calamar volador de fuego, Watasenia scintillans, han demostrado que sus ojos son muy sensibles a la luz verde-azulada producida por los organismos luminiscentes. Además, gracias al engrosamiento de la retina y a la presencia de tres pigmentos visuales, pueden ver “en color”, lo que constituye una excepción en la clase Cephalopoda.
Se cree que las funciones principales de la luminiscencia están más relacionadas con la alimentación y la defensa que con aspectos reproductivos o de comunicación entre individuos de la misma especie. Además, parece lógico pensar que períodos excesivamente largos de emisión de luz pueden poner al organismo en un alto riesgo de ser comido. Como a ninguno le interesa este final, pero todos quieren mantener la capacidad de producir luz, recurren a menudo a la iluminación intermitente, para poder ver sin ser visto.
La distribución de los fotóforos proporciona una primera pista sobre sus funciones. Casi siempre predominan en posición ventral: detrás de los ojos, en el manto, brazos, y a veces en los tentáculos. Un cefalópodo o un pez puede ocultarse facilmente de un depredador que venga de arriba o de los lados, ya sea oscureciendo su parte superior o haciendo reflectantes los laterales. El problema más difícil de resolver se da cuando el que lo quiere devorar se aproxima desde abajo, de manera que detecta a la presa a contraluz. En este caso, la solución adoptada es la “contrailuminación”. Gracias a la información que recibe de los fotóforos extraoculares, regula la intensidad y longitud de onda de luz emitida desde la parte ventral, haciéndola coincidir con la iluminación ambiental, lo que le permite volverse prácticamente invisible y desconcertar al depredador.
A grandes profundidades, donde la oscuridad es total, no tiene sentido contrailuminar. Los pocos animales que tienen luces las “apagan”, ocultándolas o ralentizando su producción, reservándolas para sus cacerías nocturnas en aguas más superficiales. Aquellos que viven en permanente oscuridad ya han evolucionado en el sentido de no tener órganos luminiscentes, al menos para este fin, ya que no todos los fotóforos están organizados en el sentido de favorecer la contrailuminación, lo que muestra que la bioluminiscencia posee además otras funciones.
Encontrar a un congénere en la inmensidad de las profundidades, en oscuridad casi absoluta no es tarea sencilla, y en estas situaciones la emisión de luz puede ser de gran ayuda. Pero no sólo para identificarse, sino también para encontrar pareja, ya que algunas especies poseen dimorfismo sexual en los fotóforos, alumbrando de modo diferente machos y hembras.
La bioluminiscencia no sólo sirve como mecanismo de defensa o de señalización entre individuos de la misma especie, sino que tiene la capacidad de influir en el comportamiento de otras. Es el caso de Chiroteuthis, calamar de aguas profundas que posee unos fotóforos en la punta de los tentáculos imitando un cebo, de forma que al moverlos a modo de caña de pescar atrae las presas.
Otro de los calamares luminiscentes mejor conocidos, Taningia danae, porta los fotóforos más grandes del reino animal. Son unos órganos en forma de limón de hasta cinco centímetros en la punta de sus segundos brazos. Se ha observado cómo emiten flashes rápidamente cuando se siente en peligro. En una ocasión fueron vistos estos destellos durante un espectacular ataque entre dos Taningias.
Algunos cefalópodos de profundidad, como Heteroteuthis dispar, poseen un órgano de la luz en forma de glándula mucosa situada cerca de la salida de la bolsa de la tinta; ante una situación de peligro, pueden expulsar una gran mancha de tinta blanquecina y luminiscente, fenómeno conocido como “fire-shooting”, para despistar a un potencial depredador (expulsar tinta negra en plena oscuridad de poco le serviría).
En la actualidad, los esfuerzos de investigación no sólo van dirigidos al estudio sobre cómo influye la bioluminiscencia entre las distintas especies, sino a su uso dentro de la misma especie como lenguaje, es decir, la transmisión de información entre un individuo emisor hacia otro receptor usando la luz como canal de comunicación. Sin duda, queda por delante un trabajo tan árduo como fascinante.

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