Ilunean argi
2005/12/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Animalien erreinuan bizirik irauteko beharrezkoa da exhibizionismo-puntu bat. Espezie bakoitzak bere edertasun-irizpideak ditu --ikusi besterik ez dago makakoek ipurdi soildua goratu eta zer harro erakusten duten--, baina, gainerako animaliok irizpide horiei buruz izan dezakegun iritziaren gainetik, estrategia baliagarriak dira kasu guztietan.
Itsaso zabalean bizi direnek besteekiko estrategia erabat desberdinak garatu dituzte eboluzioan zehar. Bibrazioen eta seinale kimikoen igorpena dira erabilienetako batzuk, baina badago beste estrategia bat ere: bioluminiszentzia. Animalia batzuek beren burua argiztatzeko argia sortzen dute espeziekideek iluntasun betean aurki ditzaten, zein harrapakinak erakarri ahal izateko edo etsaiak uxatzeko ere. Azken batean, nork bere linternatxoa izateak aukera ugari ematen du, ez gorteiatzeko bakarrik.
Estrategia konplexua eta garestia da bioluminiszentzia; hortaz, animalia lurtarren artean gutxi batzuek baino ez dute erabiltzen. Itsasoan, ordea, oso baliagarria da, eta 200-1.000 metro sakon bizi diren animalien % 90ek erabiltzen dute. Izan ere, animalia lurtar gehienok lurrazalean bizi gara, elkarrengandik oso gertu; nolabait, bi dimentsiotan mugitzen gara. Baina nola egingo dute topo, bestela, itsaso zabalean eta elkarrengandik izugarrizko distantziara bizi diren arrainek? Gakoa argian dago.
Argi hotza
Landareen kasuan, txundigarria da zer-nolako ahalmena duten eguzki-izpien bidez soilik energia lortu eta bizitzeko. Argiak ematen die bizia, ez dute animaliok bezalako estrategia metaboliko konplexurik behar. Baina are txundigarriagoa da ikustea bizidun askok fotosintesiaren kontrako bidea egin dezaketela: energia erabili eta argia sortzen dute. Bonbilla batek bezala, baina askoz ere modu eraginkorragoan; ia-ia % 100eko eraginkortasunaz.
Erraz hauteman daiteke bonbilla batek zer-nolako energia-galera duen: une batez piztuta egon ondoren ukituz gero, bero-bero egoten da, hatzak erretzeraino ia. Azken batean, bonbillaren hariek distira sortzeko bideratzen den energiaren zati handi bat bero modura galtzen da; energiaren % 30 baino ez da bihurtzen argi. Bizidun bioluminiszenteek, ordea, energia kimiko guztia argi bihurtzen dute. Argi hotza sortzen dute, beraz.
Mundua urdin-berdean
Luziferina izeneko konposatuak ematen die bizidun horiei guztiei argia sortzeko bidea. Luziferina-mota ugari ikusi da, baina guztiek mekanismo kimiko bera erabiltzen dute argia sortzeko. Naturan argia igorri eta jasotzearekin zerikusia duten prozesu guztiek bezala, elektroiekin jokatzen dute luziferinek ere. Luziferasa izeneko entzimak bideratzen du prozesua: luziferina oxidatu eta aldi berean kitzikatu egiten da. Elektroiek energia irabazten dute prozesu horretan, eta, jatorrizko energia-egoerara itzuli eta erlaxatzean, fotoia askatzen dute, alegia, argia.
Argi ikusgaia izaten da beti. Izan ere, luziferina guztien egitura molekularra eraztun aromatikoz osatuta dago, eta haien ezaugarria da elektroiak erlaxatzeko eman behar duten energia-jauzia argi ikusgaiaren energiaren parekoa dela.
Baina, argi ikusgaia izanda ere, itsasoan ikusten diren argien espektroa oso zabala da, eta, neurri handi batean, luziferinaren egiturak berak mugatzen du aterako den argiaren kolorea. Moretik gorrirako espektro-tartea ikusten da itsasoko argi bioluminiszenteetan -morea, urdina, berdea, horia, laranja zein gorria-, nahiz eta urdina eta berdea nabarmen gailentzen diren kolore guztien artean. Alegia, espektroan 470-490 nanometro inguruko uhin-luzera duen argia. Baliteke eboluzioaren ikuspuntutik kolore urdina izatea abantailatsuena, itsasoko ura bereziki gardena baita argi urdinarekiko, eta, beraz, hori da itsasoan edonora argia helarazteko uhin-luzerarik egokiena; beste edozein koloretako argia baino urrutiago iristen da.
Baina ez da hemen amaitzen bioluminiszentziaren konplexutasuna. Animalia askok, oinarrizko zelula argi-sortzaileez gain, egitura optiko osagarriak eta oso konplexuak garatu dituzte: batzuetan, argi gehiago igortzeko; beste batzuetan, pantaila islatzaile modura jokatzen dute, argia norabide jakin batera bideratu ahal izateko; badira, linternetan bezala, argi-izpia fokatzeko edota difuminatzeko egiturak ere; eta, azkenik, argiaren kolorea aldatzeko iragazkiak.
Konbergentzia ebolutiboa
Argia sortzeko trikimailu kimiko hau gutxienez 30 aldiz 'asmatu' da naturan. Hainbat garai, ekosistema eta espezietan independienteki sortu da, eta kasuan kasuko arazoari aurre egiteko balio izan du. Banan-banan begiratuz gero, berehala sumatzen da independenteki garatu direla, erabat desberdinak baitira bizidun batzuek zein besteek argia sortzeko erabiltzen dituzten luziferinak eta haien luziferasa entzimak.
Naturan horrenbestetan azaldu izanak argi uzten du zenbateko garrantzia duen bioluminiszentziak itsaso zabalean bizirik irauteko. Benetako premia biologikoa da han bizi direnentzat. Hori bai, estrategia kimiko bakar horren atzean, itsasoko animaliek asmatutako ehunka erabilera desberdin ageri dira egun.
Askok bikotekidea bilatzeko erabiltzen dute. Argi-kode bereziak erabiltzen dituzte "emea ar osasuntsu baten bila" moduko mezuak bidaltzeko. Halakoetan, distiren erritmoak adierazten dio bikotekide izan daitekeenari nor ari den bikotekide bila, eta, beste batzuetan, argi-organoen formak berak. Kasu horietan guztietan, heldutasun sexualak mugatzen du noiz garatzen dituen arrainak organo bioluminiszenteak.
Melanostomias valdivia izeneko arraina (ingelesez black dragonfish ) Hawaiiko uretan bizi da, eta oso erabilgarri zaion moldaera erabat desberdina garatu du. Bi organo biolumminiszente ditu: argi urdin-berdea sortzen duena, bata, eta argi infragorria sortzen duena, bigarrena. Itsaso sakonean bizi diren animalia gehienek ezin dute argi infragorria ikusi, hortaz, linterna baten modura erabiltzen du Melanostomias valdivia -k, harrapakinak ohartarazi gabe zelatatu ahal izateko.
Zefalopodoek, aldiz, kamuflatzeko erabiltzen dute bioluminiszentzia. Gorputzaren goialdea ilundu edo besoen muturrak argiztatuz ezkutatzen dute beren burua uretan haien gainetik dabiltzan harrapariengandik. Flash laburrak eta azkarrak ematen dituzte arriskua sentitzen dutenean.
Sakonera txikiagoetan bizi diren animaliek bestelako erabilera eman diote. Argi naturala iristen zaie goitik, eta hori arazo larria bihurtzen zaie nahi gabe, harraparia behetik hurbiltzen bada, harrapakinari argi kontra antzeman diezaiokeelako. Halakoetan, bioluminiszentzia kontrargiztapena egiteko erabiltzen dute. Sabelaldean igortzen duten argiaren intentsitatea eta uhin-luzera erregulatzen dute, giro-argiztapenarekin bat egin dezan. Hala, ia erabat ikusezin egiten zaio harrapariari eta, besterik gabe, alde egiten du.
Horren antzeko estrategia erabiltzen du zigarro-marrazoak ( Isistius brasiliensis ) bere harrapakinek ikus ez dezaten: bioluminiszentziaz kontrargiztapena eginez kamuflatzen du sabelaldea. Baina estrategia are konplexuagoa da: ahotik gertuko azal-pusketa batek ez du organo bioluminiszenterik; hortaz, behetik ikusita, marrazoaren ordez arrain txiki baten silueta iluna baino ez da ikusten. Ziria sartuta arrain txikia jatera doan arraina hurbiltzen zaionean, marrazoa bentosa baten moduan heltzen zaio eta hortzak sartzen dizkio, hozka egin eta, istant batean, zigarro batek azalean itzalita egingo liokeen moduko arrasto biribil ia perfektua utzita.
Azkenaldian interes berezia hartzen ari da bioluminiszentziaren beste erabilera bat: ikertzaileek jakin nahi dute hizkuntza gisa erabiltzen ote duten argia, susmatzen baitute baliagarria izan daitekeela espezie bereko bi indibiduoren artean informazioa elkarri igortzeko sistema modura.
Bizidun ñimiñoenek ere bai
Bioluminiszentzia estrategia konplexua izanagatik, ez da animalien erreinuan soilik garatu. Animalia askok bakterioei esker eskuratzen dute argia igortzeko ahalmena, sinbiosi bidez eta mantenu truke bizi baitira bakterio bioluminiszenteak haien barruan. Systellaspis debilis izkirak bakterio bioluminiszenteen zorrotada jaurtitzen dio eraso egiteko asmoa duen edozeini. Itsasoko iluntasun beltzean, distira luminiszenteak harraparia itsutu eta desorienta dezake istant batez. Alde egiteko nahikoa denbora.
Dinoflajelatuak ere fitoplanktonaren osagai mikroskopikoak dira, eta argia sortzen duten bizidunen artean ugarienetakoak dira. 20-500 mikrako landareak baino ez dira, baina haien burua defendatzeko argiztatu egiten dira. Kopepodo motako krustazeoak dinoflajelatuak jatera gerturatzen direnean, argi-flashak igortzen dituzte txikienek, eta horrek, kopepodoena ez ezik, inguruko arrain handiagoen arreta ere pizten du. Ondorioz, kopepodoek dinoflajelatuak bakean utzi eta arrainengandik ihesi joan behar izaten dute.
Hortaz, bizidun konplexuenetik sinpleenera, bioluminiszentzia ezinbesteko erreminta da itsasoko iluntasunean bizirik irauteko. Ez argi-eskasiagatik bakarrik, baizik eta itsasoan bizitza ez delako hondora mugatzen; askoz ere ekosistema zabalagoak dira. Bi faktore horiek baldintzatzen dute hango bizimodua, eta nabarmena da zer bide desberdina egin duten milurteko hauetan guztietan bizidun lurtarren eta itsastarren bizimoduak eta eboluzioak.
