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» » » La bioluminiscencia en el fondo oceánico

Referencia: EurekAlert.org .
Contacto: Kathryn Knight, 6 septiembre 2012

Si nos hundimos por los fondos oceánicos, parecería que a tales profundidades habría poca luz, pero podríamos equivocarnos.

"En el reino mesopelágico (200 m.) la bioluminiscencia, esa luz producida por los animales, es muy común", apunta Sönke Johnsen, de la Universidad de Duke, EE.UU., explicando que muchas criaturas son capaces de producir luz, pero que rara vez lo hacen. Sin embargo, ¿cómo pueden generar esa luz los habitantes del fondo del mar (bentos)? Explicaba Johnsen que hay un tipo de bioluminiscencia que se genera cuando los organismos chocan, "en el bentos hay que moverse sobre un terreno harto complicado, con todas las cosas que lleva el agua estrellándose contra el fondo, por lo que la idea era que allí habría una buena cantidad de bioluminiscencia". No obstante, pocas personas han visitado este remoto e inhóspito hábitat.

Intrigados por los animales que lo habitan y la posibilidad de si las bacterias bioluminiscentes que cubren el fondo del océano podrían brillar más débilmente, sus colaboradores de hace ya tiempo Tamara Frank, Sonke Johnsen, Steven Haddock, Edith Widder y Charles Messing, se reunieron para averiguar la cantidad de luz producida por los habitantes del fondo marino. El equipo descubrió que los animales bioluminiscentes son relativamente raros, pero que la bioluminiscencia verdeazulada producida cuando el plancton colisiona con distintos obstáculos es relativamente común. Y también descubrieron que los predadores de aguas profundas tienen una visión de color increíblemente sensible. Ellos publicaron sus descubrimientos en un par de artículos en el Journal of Experimental Biology.

Descendieron al fondo del mar, cerca de las Bahamas, en el sumergible Sea-Link de Johnson del Harbor Branch Oceanographic, apagaron todas las luces adaptándose a la oscuridad, el grupo se sorprendiò al verse continuamente rodeados por los pequeños destellos de luz del plancton bioluminiscente colisionando con el coral y las rocas esparcidas por el suelo. Sin embargo, no había pruebas de ningún resplandor omnipresente producido por las bacterias bioluminiscentes que el equipo esperaba encontrar. "No estábamos en las regiones donde las corrientes eran lo suficientemente lentas como para permitir la recogida de detritus", dijo Frank, "no es que este fenómeno no exista ... sólo que no eran capaces de observarlo en estas inmersiones."

A continuación, los submarinistas comenzaron a buscar a los habitantes bioluminiscentes, golpeando suavemente el coral, a los cangrejos y a cualquier otra cosa que pudieran alcanzar con el brazo robótico del sumergible para ver si alguno de los organismos emitían luz. El equipo se encontró que sólo el 20% de las especies producían bioluminiscencia (Johnsen et al. 2012). Recogieron muestras y volvierron a la superficie, Johnsen y Haddock, fotografiaron entonces a los animales de un tenue resplandor azulado, que van desde los brillantes corales y camarones, que literalmente vomitan luz (escupiendo las sustancias químicas que generan luz para mezclarse con las corrientes circundantes), hasta la primera anémona bioluminiscente descubierta, y midieron cuidadosamente su espectro. El dúo constató que la mayoría de las especies producen un espectro azul y verde-azulado, con un pico de longitudes de onda que van desde 455 a 495 nm. Sin embargo, una familia de corales blandos, conocidos como pennatulacean producen luz verde, con pico en el espectro de 505 a 535 nm. "Estábamos trabajando con los límites absolutos de lo que el equipo podía hacer", recuerda Johnsen, recordando la frustración de trabajar en tan estrechas y oscuras condiciones del barco. "Podíamos observar bien la bioluminiscencia, pero conseguir que los instrumentos lo registrasen o una cámara eso es mucho más difícil", añade. Y como si eso no fuera lo suficientemente difícil, probar que cualquier cosa que vivía por allí pudiese ver el espectáculo de luz que se mostraba aún era más complicado.

Elaboramos una estrategia para la recogida de crustáceos que van desde cangrejos hasta isópodos bajo una tenue luz roja, para proteger su visión sensible, tratando de atraerlos o aspirándolos suavemente hasta las cajas de prueba de luz. La tripulación del sumergible encerraba a los animales en cajas para proteger su visión de la fuerte luz del día al llegar a la superficie. De nuevo en la RV Seward Johnson, Frank medía cuidadosamente las débiles señales eléctricas producidas por los ojos de los animales en respuesta a los tenues flashes de luz que van desde 370 a más de 600 nm. y descubrió que la mayoría de las criaturas eran más sensibles a las longitudes de onda azul/verde, que van desde 470 a 497 nm. (Frank et al. 2012). Lo más sorprendente fue que, dos de estos animales eran capaces de detectar longitudes de onda UV. A pesar de que a esta profundidad ya no existe la UV del sol, explica Johnsen, "la visión de color funciona al tener dos canales con diferentes sensibilidades espectrales, y nuestra mejor capacidad para discriminar colores es cuando tenemos longitudes de onda la luz entre los picos sensitivos de ambos pigmentos". Él sospecha que la combinación de entradas de los fotoreceptores azules y de la UV permiten a los crustáceos recoger las gradaciones más finas del espectro azul-verde que están más allá de nuestra percepción, lo que da lugar a sugerir que, "estos animales tienen colores codificados para sus alimentos": Podrán descartar el desagradable verde bioluminiscente del coral en favor del nutritivo plancton bioluminiscente azul.

Finalmente, después de grabar la sensibilidad espectral del crustáceo, Frank, de Nova Southeastern University, EE.UU., midió la cantidad de luz que los ojos de los animales podían detectar antes de enviar una señal al cerebro (la tasa de parpadeo). Ella explica que hay una compensación entre la longitud de tiempo que recoge el ojo de luz y la capacidad de rastrear presas en movimiento. Los ojos que son sensibles a las condiciones más bajas de luz la tasa de parpadeo necesitan más tiempo antes de enviar la señal al cerebro. Sin embargo, los objetos de movimiento más rápido que la tasa de parpadeo, se difuminan y su dirección de movimiento puede no quedar clara. La tasa de parpadeo de los crustáceos variaba entre 10 a 24 Hz (la visión humana, sensible a la luz brillante, tiene una tasa de parpadeo de 60 Hz), y al equipo le sorprendió encontrar que un crustáceo isópodo, la Booralana tricarinata, tuvo la menor tasa de parpadeo nunca grabada: 4Hz. Según Tamara Frank, el isópodo tendría problemas de seguimiento hasta con la presa más lenta. Ella sugiere que se trata de un carroñero, es posible que su estrategia sea la búsqueda de focos de bacterias que brillan intensamente en la comida podrida, y al alcanzar así la sensibilidad requerida le permita ver esta tenue bioluminiscencia con una visión extremadamente lenta.

Una vez demostrado que las especies bioluminiscentes bentónicas son escasas, pero que el fenómeno en sí no lo es, Johnsen está dispuesto a regresar al fondo del océano para descubrir más sobre las criaturas exóticas que allí residen. "Nos encantaría volver, obtener datos más básicos. Sólo hemos arañado la superficie", dice, y añade,"cuando estás ahí abajo, te sientes apretado, frío y entumecido, pero al final de una inmersión no quieres volver a subir."


- Fuentes: Journal of Experimental Biology 215/19/3335 y 215/19/3344 | The Company of Biologists.
- Publicaciones:
» Johnsen, S., Frank, T. M., Haddock, S. H. D., Widder, E. A. and Messing, C. G. (2012). Light and vision in the deep-sea benthos: I. Bioluminescence at 500m depth in the Bahamian Islands. J. Exp. Biol. 215, 3335-3343.
» Frank, T. M., Johnsen, S. and Cronin, T. W. (2012). Light and vision in the deep-sea benthos: II. Vision in deep-sea crustaceans. J. Exp. Biol. 215, 3344-3353.

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