Bioluminiscencia, fascinante fenómeno natural
Alberto Rísquez
Sin lugar a dudas, uno de los fenómenos más fascinantes de la naturaleza es el de la bioluminiscencia, mismo que a simple vista podríamos considerar inexplicable, pero como veremos esto último no es así. Este fenómeno se generaliza en los hábitats marinos, se calcula que el 90% de los organismos de las profundidades la presentan, mientras que en tierra sólo se observa en hongos e invertebrados. En general lo podemos encontrar en plantas, animales, bacterias y hongos.
La bioluminiscencia es un proceso que se da en algunos organismos vivos, en donde se crea una reacción química que produce luz.
La mayoría de las veces podremos verlo de noche en las playas, en la orilla, donde revientan las olas, que es el momento en que no nos lo impide la luz del día. (Imagen 1).
Pero, ¿cómo es que se produce?, pues decíamos que se da gracias a la energía generada por una reacción química y esta se manifiesta como luz. Para ello intervienen la enzima luciferasa, la proteína luciferina, el oxígeno y el nucleótido trifosfato de adenosina (ATP). La luciferasa cataliza la oxidación de un sustrato de luciferina y con el ATP 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.
La bioluminiscencia intracelular es aquella que es generada por células especializadas, ya sea en organismos unicelulares o pluricelulares. Los dinoflagelados son un ejemplo de organismos unicelulares con esta condición; en el caso de los pluricelulares tenemos como ejemplo a las luciérnagas quienes realizan un proceso más complejo a través de cristales de urato que poseen; o bien, algunos peces a través de placas de guanina; otros organismos que lo presentan son los calamares.
La bioluminiscencia extracelular se da a partir de esta reacción química que comentamos, pero fuera del organismo. Una vez sintetizadas, la luciferasa y la luciferina son almacenadas por separado en diversas glándulas en la piel o bajo ella, de esta manera llegado el momento, son expulsadas simultáneamente mezclándose hacia el exterior y en consecuencia produciendo nubes luminosas. Este tipo de luminiscencia es común en muchos crustáceos y algunos cefalópodos.
La simbiosis con bacterias luminiscentes, este fenómeno se conoce sólo en animales marinos tales como los celentéreos (actinias, hidras, corales, medusas, anémonas y pólipos), gusanos, moluscos, equinodermos y peces, principalmente en peces abisales (así se les denomina a aquellos que habitan a grandes profundidades).
Esta modalidad parece ser la más extendida, los organismos que la presentan disponen de pequeñas vejigas llamadas fotóforos, donde guardan bacterias luminiscentes, mismas que presentan la reacción química ya comentada. Hay especies que pueden controlar a voluntad la intensidad de la luz emitida e incluso neutralizarla mediante estructuras conectadas a su sistema nervioso.
En cuanto a la utilidad de la luminiscencia para los organismos, son varias: como camuflaje para confundirse con la iluminación ambiental; también se piensa que a unos les puede servir como herramienta de defensa, pues con ello disuaden a sus posibles depredadores o lo contrario, les puede servir como señuelo para atraer presas; a otros más como distracción, tal es el caso de calamares que en vez de tinta sueltan una nube bioluminiscente que les da oportunidad de huir; una utilidad más es la comunicación; y por último la iluminación, en especial en organismos abisales.
En el caso de los hongos aún no se sabe exactamente, pero se considera que tiene un papel importante en su reproducción al atraer artrópodos con fototropismo positivo (atracción hacia la luz), así que éstos, en su movilidad, esparcirán las esporas del hongo contribuyendo así a su propagación y consecuente supervivencia como especie. (Imagen 2).
Existe otro caso particular de iluminación natural, que funciona diferente, la fluorescencia, como es el caso de algunas medusas como la llamada “gelatina de cristal” (Aequorea victoria) que produce la proteína verde fluorescente o GFP según sus siglas en inglés (Green Fluorescent Protein), que es capaz de captar luz del rango de rayos ultravioleta que emite luz verde.
Estas medusas muestran una luminiscencia muy brillante, sobre el borde de la campana externa presentan una secuencia de puntos que resplandecen. (Imagen 3).
El profesor Osamu Shimomura fue el primero en aislar la GFP en 1962 a partir de la Aequorea victoria.
En octubre de 2008 los profesores Martin Chalfie (estadounidense), Osamu Shimomura (japonés) y Roger Y. Tsien (estadounidense de origen chino), fueron galardonados con el premio Nobel de química 2008 por el “Descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente (GFP). (Imagen 4).
La proteína verde fluorescente (GFP), ha sido modificada para emitir colores en longitudes de onda diferentes y junto con proteínas derivadas de otros organismos ofrece nuevas variedades de proteínas fluorescentes, ya tiene y tendrá infinidad de aplicaciones en el uso cotidiano en gran variedad de ámbitos, es decir, tiene un gran potencial biotecnológico.
Desde 1962 en que fue descubierta, ha sufrido muchos cambios, sus aplicaciones involucran todas las áreas de la biología. Una de las áreas más beneficiadas por los múltiples usos de la GFP, ha sido la neurociencia. Se ha podido marcar neuronas in vivo hasta con 90 colores fluorescentes, ello da la posibilidad de visualizar las redes de la arquitectura neural de un mismo organismo.
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- ¿Sabias que las plantas también tienen tumores?
- Montañas + bosques = provisión y aseguramiento de agua
- Bacterias, aliadas de la agricultura
- El fin de los tiempos
- ¿Obesidad y Diabetes?... ¡Algas al rescate!
- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
- Los cafetales bajo sombra brindan mucho más que café
- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
- Una frontera desconocida: la copa de los árboles
- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
- ¿ Se conservan los mamíferos?
- Diversidad filogenética: más allá del número de especies
- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
- Un virus bioinsecticida para el control del gusano terciopelo de la soya
- Bioluminiscencia, fascinante fenómeno natural
- Compartir espacio para la biodiversidad
- Hallazgos científicos en los nidos de las aves
- Usos del maíz
- Las aves silvestres no son mascotas
- Hijo de lince sale manchado
- La “primavera de playa” invade
- La función de la vegetación ribereña y la calidad de los ríos
- Ría Lagartos: un área protegida única en México y el mundo
- Revelando las sorprendentes actividades de la mariposa monarca durante su estancia invernal en México, destacando la importancia del gradiente de vegetación para su sobrevivencia
- El valor de la biodiversidad
- ¿Se puede lograr una ganadería sustentable?
- Escarabajos estercoleros: los tractores del suelo
- Secuestro de carbono en los desiertos de México
- Los coyotes y las zorritas no leen en inglés: La historia de dos especies que coexisten en la Reserva de la Biosfera Mapimi
- Evapotranspiración: proceso esencial e invisible
- El correcto desecho de pilas y baterías para reciclar y proteger la salud
- Arrastrados del Valle de Perote
- Mafaldita y Susanita aúllan en el Inecol
- Distintivo Jardín Botánico
- Redes de interacciones planta-colibrí
- Premios de Investigación de la Academia de Ciencias 2019
- Leptospirosis: Un mensaje para prevenir contagios
- Las libélulas de Teocelo
- El ritmo de la evolución de las cícadas del género Ceratozamia
- ¿Para qué más ciencia?
- Alexander von Humboldt: su influencia sobre Charles Darwin
- Buenas vibras: polinización por zumbido
- Microorganismos y gradientes altitudinales: ¿los microbios siguen los principios de Humboldt?
- Humboldt, el gran inspirador
- Hongos ascomicetos y el Programa DELFIN
- ¿A dónde y cómo se mueven los insectos?
- Dengue: recomendaciones para el público en general
- Energía del océano como alternativa
- Abejas: joyas de nuestros bosques
- Vegetación, Humboldt y gradiente altitudinal
- Islas Marías y los muros de agua
- Conociendo los acantocéfalos en México
- Gatos ferales
- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
- Incendios Forestales: una amenaza constante
- Un día para salvar anfibios
- Arboles urbanos con valor alimenticio
- Relaciones planta-animal en la naturaleza
- Las colecciones biológicas, tesoros que debemos conservar
- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
- ¿Será posible recuperar especies animales?: el caso del Santuario del Bosque de Niebla en Xalapa
- El mono y el cacao: una relación íntima que genera frutos para la conservación
- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
- Primates mexicanos: voceros de las selvas e inspiración comunitaria para su conservación
- Un lobo en el cuerpo de un ratón
- La ciencia y la divulgación
- La riqueza, diversidad y endemismo de las gramíneas en México
- Los compuestos organoclorados en la fauna de Xalapa y zonas cercanas
- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
- ¡Científico del pasado vs. Científico del presente!
- Los escarabajos escolotinos
- Ciencia ciudadana en México
- La flor de nochebuena
- La colección de plantas carnívoras mexicanas del género Pinguicula
- El potencial del microbioma en la biotecnología
- El ciclo del carbono en las zonas áridas mexicanas
- Las hormigas arrieras… ¿comen hojas?
- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
- Persistencia de fauna silvestre en paisajes modificados de Veracruz
- Moscas inductoras de tumoraciones en plantas
- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
- Paquetes de sustrato activado para la producción de hongos comestibles y medicinales
- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
- Encinares tropicales y hongos, fuente de servicios y productos naturales de origen ancestral que requieren protección
- Los escarabajos del agua
- Amorcito con sazón
- La superficie de las hojas
- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
- Del INECOL hacia la libertad
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- La paradoja muérdago
- Lobos en el INECOL
- La vaquita marina
- Los bosques tropicales secos y su contribución al bienestar humano
- Salamandra enana de la Sierra Madre Oriental, chiquita pero curiosa
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- Los hongos comestibles, fuente de antioxidantes de beneficio a la salud
- Helechos en la ciudad
- Restaurar bosques para conservar la fauna: el caso de los anfibios
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- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
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- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
- Jardin de mariposas
- Investigando nuevos métodos para controlar los zancudos en el estado de Veracruz
- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
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- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
- Escarabajos fruteros en México
- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
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- Innovadores humedales flotantes: plantas y bacterias aliados en el mejoramientos de la caliddad del agua
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