Fosc clar
2005/12/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Per a sobreviure en el regne animal és necessari un punt d'exhibicionisme. Cada espècie té els seus propis criteris de bellesa --ja que els macacos només tenen a veure amb l'exaltació del culebro nua i l'orgull que mostren -, però, per sobre de l'opinió que la resta d'animals pugui tenir sobre aquests criteris, les estratègies són útils en tots els casos.
Les persones que viuen en mar oberta han desenvolupat al llarg de l'evolució estratègies completament diferents a les altres. L'emissió de vibracions i senyals químics són algunes de les més utilitzades, però hi ha una altra estratègia: la bioluminescència. Alguns animals creen llum per a il·luminar-se a si mateixos perquè les persones de l'espècie puguin trobar-les en plena foscor, atreure a les seves preses o espantar als seus enemics. Al cap i a la fi, l'existència d'una llanterna pròpia permet moltes opcions, no sols per a cortejar.
La bioluminescència és una estratègia complexa i costosa, per la qual cosa entre els animals terrestres només uns pocs la utilitzen. En la mar, no obstant això, és molt útil i és utilitzada pel 90% dels animals que habiten a profunditats entre 200 i 1.000 metres. De fet, la majoria dels animals terrestres vivim en la superfície, molt a prop els uns dels altres; d'alguna manera, ens movem en dues dimensions. Però, com es trobaran els peixos que viuen en mar oberta i a una distància increïble? La clau està en la llum.
Llum freda
En el cas de les plantes, és fascinant la seva capacitat per a obtenir i viure energia només a través dels raigs solars. La llum els dóna vida, no necessiten estratègies metabòliques complexes com els animals. Però encara més sorprenent és comprovar que molts éssers vius poden fer el camí contrari a la fotosíntesi: utilitzen energia i produeixen llum. Com una bombeta, però d'una manera molt més eficient, gairebé el 100% d'eficiència.
És fàcil detectar la pèrdua d'energia d'una bombeta, que si es toca després d'un moment d'encesa, es troba molt calenta fins a gairebé cremar els dits. En definitiva, una part important de l'energia que es canalitza perquè els fils de la bombeta brillen es perd en forma de calor; tan sols el 30% de l'energia es converteix en llum. No obstant això, els éssers vius bioluminiscentes converteixen tota l'energia química en llum. Generen llum freda.
El món en blau verd
A tots aquests éssers vius els dóna la llum un compost anomenat Luziferina. S'han observat nombrosos tipus de luciferina, però tots ells utilitzen el mateix mecanisme químic per a generar llum. Com tots els processos relacionats amb l'emissió i recepció de llum en la naturalesa, les luciferas juguen amb electrons. El procés està conduït per un enzim anomenat Luziferasa, que s'oxida alhora que s'excita. Els electrons guanyen energia en aquest procés i en tornar al seu estat original d'energia i relaxar-se alliberen el fotó, és a dir, la llum.
La llum sempre és visible. De fet, l'estructura molecular de totes les luciferinas està formada per anells aromàtics, caracteritzats pel salt energètic que han de donar els electrons per a relaxar-se, és equivalent a l'energia de la llum visible.
No obstant això, malgrat la llum visible, l'espectre de les llums que es veuen en la mar és molt ampli i, en gran manera, la pròpia estructura de la luciferina delimita el color de la llum resultant. En les llums violuminiscentes de la mar s'observa un espaiat espectral de morat a vermell -morat, blau, verd, groc, taronja o vermell-, si bé els colors predominants són el blau i el verd. És a dir, una llum que té una longitud d'ona en l'espectre d'entre 470-490 nanòmetres. És possible que el color blau sigui el més avantatjós des del punt de vista evolutiu, ja que l'aigua de la mar és especialment transparent a la llum blava i, per tant, aquesta és la longitud d'ona més adequada perquè la llum arribi a qualsevol lloc de la mar; arriba més lluny que qualsevol altre color.
Però no acaba aquí la complexitat de la bioluminescència. Molts animals, a més de les cèl·lules generadores de llum bàsiques, han desenvolupat estructures òptiques complementàries i molt complexes: a vegades per a emetre més llum; a vegades actuen com a pantalles reflectores per a poder dirigir la llum cap a una direcció determinada; igual que en les llanternes, també existeixen estructures d'enfocament i/o difuminat del raig de llum; i finalment, filtres de canvi de color de la llum.
Convergència evolutiva
Aquest truc químic per a crear llum s'ha "inventat" almenys 30 vegades en la naturalesa. Ha estat concebuda de manera independent en diferents èpoques, ecosistemes i espècies i ha servit per a fer front a la problemàtica concreta. Si s'observa un a un, s'observa ràpidament que s'han desenvolupat de manera independent, ja que són completament diferents les luciferinas utilitzades pels uns i els altres per a produir llum i els seus enzims luzíferas.
La seva presència en la naturalesa demostra la importància de la violència per a sobreviure en mar oberta. És una veritable necessitat biològica per als residents. Ara bé, darrere d'aquesta estratègia química única, apareixen centenars d'usos diferents ideats per animals marins.
Molts ho utilitzen per a buscar parella. Utilitzen codis de llum especials per a enviar missatges com "la femella a la recerca d'un mascle sa". En aquests casos, el ritme dels centellejos indica al que pot ser parella qui cerca parella, i en altres ocasions la pròpia forma dels òrgans de llum. En tots aquests casos, la maduresa sexual limita el desenvolupament dels òrgans bioluminiscentes per part del peix.
Melanostomias valdivia (black dragonfish en anglès) viu en les aigües de Hawaii i desenvolupa una adaptació completament diferent que li resulta molt útil. Té dos òrgans biolumminiscentes, un que genera llum blava verd i un altre que genera llum infraroja. La majoria dels animals que viuen en mar profunda no poden veure la llum infraroja, per la qual cosa Melanostomias valdivia la utilitza com una llanterna per a espiar a les seves preses sense avisar.
Els cefalòpodes utilitzen la bioluminescència per a camuflar. La part superior del cos s'enfosqueix o s'amaga il·luminant els extrems dels braços sobre els depredadors que circulen per l'aigua. Ofereixen flaixos curts i ràpids quan senten perill.
Els animals que habiten a menor profunditat li han donat un altre ús. Els arriba la llum natural des de dalt, el que els converteix en un greu problema sense voler, ja que si el depredador s'acosta des de baix, pot ser percebut a contra corrent. En aquests casos, la bioluminescència s'utilitza per a fer contrallum. Regulen la intensitat i la longitud d'ona de la llum que emeten en la zona ventral, de manera que es correspongui amb la il·luminació ambiental. Així, el depredador es fa gairebé invisible i simplement abandona.
Una estratègia similar utilitza el tauró cigar ( Isistius brasiliensis ) per a evitar que les seves preses ho vegin: camufla el ventre fent contraposició amb bioluminescència. Però l'estratègia és encara més complexa: un tros de pell pròxima a la boca no té òrgan bioluminiscente, per la qual cosa, vist des de baix, només es veu la silueta fosca d'un peix petit en lloc del tauró. Quan s'acosta el peix que menjarà amb el ganivet, el tauró se subjecta com una ventosa i li fica les dents, mossega i, en un instant, deixant una petjada circular gairebé perfecta que un cigar li faria apagada en la pell.
Últimament està cobrant especial interès altre ús de la bioluminescència: els investigadors volen saber si utilitzen la llum com a llengua, ja que sospiten que pot ser útil com a sistema de transmissió d'informació entre dos individus de la mateixa espècie.
També els més petits
Malgrat la complexa estratègia de bioluminescència, no s'ha desenvolupat únicament en el regne animal. Molts animals adquireixen la capacitat d'emetre llum gràcies als bacteris, que viuen en el seu interior a través de simbiosi i intercanvi de nutrients. La quisquilla Systellaspis debilis llança el doll de bacteris bioluminiscentes a qualsevol persona que vulgui atacar. En la foscor negra de la mar, la lluentor luminescent pot encegar i desorientar al depredador per un instant. Temps suficient per a anar-se.
Els dinoflajelados són també components microscòpics del fitoplàncton i són un dels més abundants dels éssers vius generadors de llum. Només són plantes de 20-500 micres, però s'il·luminen per a defensar-se. Quan els crustacis de tipus copèpode s'acosten a menjar dinoflajelados, els més petits emeten flaixos de llum que, a més dels copèpodes, desperten l'atenció dels peixos més grans de la zona. Com a conseqüència, els copèpodes han de deixar en pau als dinoflajelados i fugir dels peixos.
Així, d'allò més complex pel cap alt simple, la bioluminescència és una eina imprescindible per a sobreviure a la foscor marina. No sols per l'escassetat de llum, sinó perquè en la mar la vida no es limita al fons, són ecosistemes molt més amplis. Aquests dos factors condicionen la manera de vida en el qual vivim, i la diferent forma de vida i evolució dels éssers vius terrestres i marins en tots aquests mil·lennis és evident.
