Bioluminiscència i mímesi

Zoe Thomson & Francesco Sottile

03/09/2019

Un dels fenòmens més fascinants del planeta Terra és la capacitat d’alguns organismes d’il·luminar els seus teixits orgànics. El cas de les cuques de llum és conegut comunament, així com ens és familiar a molts el fenòmen segons el qual el mar pot arribar a il·luminar-se de nit gràcies al fitoplancton que hi habita. Però, tot i haver-ne sentit parlar, o fins i tot d’haver-ho presenciat personalment, el seu mecanisme ens pot arribar a sorprendre.

 

Què és, doncs, la bioluminiscència? 

La bioluminiscència és un procés químic segons el qual unes proteïnes anomenades luciferases oxiden unes molècules anomenades luciferines, donant lloc a l’oxiluciferina. Aquesta reacció química allibera energia i l’emet en forma de llum. Aquest fenòmen, aparentment extraordinari, és de fet molt comú, però sol passar sota l’aigua a grans profunditats.

De fet, aquest mecanisme és la principal font de llum per a moltes de les espècies que habiten a grans profunditats. Es calcula que aproximadament el 76% de les espècies marines són bioluminiscents, mentres que el 90% fa ús d’algun tipus de bioluminiscència per a sobreviure. En números naturals, parlem de prop de 1.500 espècies de peixos. Existeixen, a més, espècies que, sense ser pròpiament bioluminiscents, contenen bactèries a dins d’elles que sí que ho són, i això permet mantenir una relació simbiòtica entre ambdues. Entre las múltiples utilitats que pot tenir la bioluminiscència destaquen:

-la defensa davant d’un depredador: l’animal bioluminiscent pot espantar, distreure o repel·lir el depredador;

-el camuflatge: la presa utilitza la bioluminiscència en la part inferior del llom, de manera que des d’abaix no contrasta amb la llum del dia;

-com a forma d’atreure una presa: el depredador pot enganyar la seva presa emprant la llum com un esquer, la pot trobar a la foscor, o la pot atordir;

-com a mètode de fer crida a una parella potencial: les espècies fan ús de la bioluminiscència per a senyalitzar la seva disponibilitat per a reproduir-se.

Aquests processos químics, sovint poden ser ajustats pel portador en base a les seves necessitats, regulant el color i la intensitat de la llum que emet.

La gran majoria d’efectos bioluminiscents que es troben en el fons marí són de tons blavissos o verdosos, donat que aquests són els colors més fàcilment visibles a profunditat, on els rajos de llum del sol no produeixen colores càlids. De fet, moltes de les espècies marines han evolucionat sense la necessitat de percebre el color vermell, a causa de la seva escassetat sota del mar. Tot i així, existeixen alguns animals que aprofiten aquest fet per a assegurar un avantatge per sobre de la resta: emetent una llum roja casi invisible, són capaços d’il·luminar les seves preses sense que aquestes els detectin. És el cas dels peixos del gènere Malacosteus. A més, en els peixos actinopterigis, una classe de peix ossi que constitueix ben bé la meitat dels vertebrats del planeta, el tret de la bioluminiscència ha passat per aproximadament 27 processos evolucionaris. Pero potser el fet més interessant és que, a causa de la gran varietat d’espècies que empren la bioluminiscència per a les seves funcions vitals, la bioluminiscència constitueix el sistema de comunicació més gran del món, ja que s’utilitza des del fons marí fins a la superfície de l’aigua i a la terra mateixa.

 

 

 

Foto: Jimmy Chang (Unsplash)

 

Aplicacions de la biomimètica

La ciència que s’amaga darrere de la bioluminiscència ens demostra un sistema àmpliament eficient. Aquests mètodes, observats en la natura, fa dècades que s’apliquen en varis camps professionals. La bioluminiscència s’ha utilitzat en múltiples camps científics, que inclouen la immunologia, l’oncologia, la virologia i la neurociència. En particular, la luminiscència natural permet als científicos estudiar processos extremament complexes a nivell molecular, com la funció dels gens i la interacció de proteïnes. Potser un dels camps més innovadors i menys coneguts és l’urbanisme, com a resposta ecològica a necessitats d’il·luminació i senyalització dels espais públics; un bon exemple d’aquest tipus d’innovació és la start-up francesa Glowee.

 

 

 

TINGUES EN COMTE: 

Davant d’aquestes meravelles que conté el món marí, l’activitat humana ha estat causant un grans danys, sovint sense ser-ne conscients. Fins fa poc casi tots els protectors solars disponibles al públic contenien uns filtres UV (crítics per a protegir la pell de la radiació que emet el sol) anomenats oxibenzona i octinoxat, los quals blanquegen els esculls de corall, causant en ells un envelliment prematur. Els esculls de corall contenen la biodiversitat més gran de tot el món aquàtic, pel que el seu benestar és un imperatiu. La concienciació d’aquest problema ha ajudat a que múltiples fabricants de cosmètica i de productes per a la cura de la pell hagin anat eliminant dels seus productes aquests filtres tòxics, amb la mateixa eficàcia i al mateix preu per al consumidor que aquells productes que segueixen fent mal als nostres oceans. Aquests nous productes estan àmpliament disponibles al consumidor: només cal buscar l’etiqueta que indica una actitut respectuosa amb el medi ambient.