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Aquí hay respuestas a 10 preguntas comunes sobre la bioluminiscencia:

¿Cuáles son algunos de los diferentes animales que producen luz?

Aunque la bioluminiscencia puede considerarse rara si se mide por el número total de especies, su aparición es extremadamente diversa. Hay muchos tipos diferentes de organismos que producen bioluminiscencia, desde células microscópicas hasta peces e incluso algunos tiburones. Pero no hay animales luminiscentes en los vertebrados superiores por encima de los peces. En general, los organismos luminiscentes representan la mayoría de los filos principales.

Repasemos una breve lista de grupos que tienen miembros luminiscentes (raro significa que solo unas pocas especies son luminiscentes). Los más comunes están resaltados con un asterisco (*):

  • Organismos unicelulares:
  • *Bacterias
  • radiolaria
  • * Dinoflagelados
  • hongos
  • *Celenterados y Ctenóforos (medusas): sifonóforos, medusas, corales blandos, (medusas peine)
  • Gasterópodos: nudibranquios (raros), almejas (raros), *calamares, pulpos (raros)
  • Anélidos (gusanos): * poliquetos (gusanos de cerdas), lombrices de tierra
  • *Crustáceos marinos: mysids (raros), copépodos, ostrácodos (firefleas), anfípodos, krill, camarones
  • Insectos: *escarabajos (luciérnagas, luciérnagas), moscas (raros), ciempiés (raros), milpiés (raros)
  • Equinodermos: lirios marinos, estrellas de mar, *brittlestars, pepinos de mar
  • *Tunicados: pirosomas, larváceos
  • Tiburones (raro)
  • *Peces – muchos tipos diferentes

¿Por qué tantos animales en el océano son bioluminiscentes?

Probablemente la bioluminiscencia se originó en los océanos; Según las estructuras químicas de las luciferinas y las luciferasas, la bioluminiscencia puede haber evolucionado de forma independiente varias docenas de veces.

La emisión de luz es funcionalmente importante solo si es detectada por otros organismos. Hay varias razones por las que la bioluminiscencia es un medio eficaz de comunicación en el océano.

  • En primer lugar, en gran parte del océano la luz solar transmitida es tenue o está ausente, por lo que la bioluminiscencia se convierte en una forma alternativa de comunicarse mediante la luz.
  • En segundo lugar, el volumen de hábitat en el que la bioluminiscencia es eficaz es enorme, lo que permite que tenga lugar la selección natural en un contexto ecológico enorme.
  • En tercer lugar, en la mayor parte del océano no hay ocultación, por lo que los animales "se esconden al aire libre".

Algunas de las funciones más comunes de la bioluminiscencia en el océano son la defensa contra los depredadores o para encontrar o atraer presas. En las profundidades del océano, donde la luz del sol es tenue o está ausente, más del 90% de los animales son luminiscentes.

¿Sabías que un pequeño pez luminiscente de aguas profundas llamado bristlemouth lightfish es considerado el vertebrado más abundante del planeta?

¿Los animales bioluminiscentes se encuentran solo en el océano?

No. Hay animales terrestres luminiscentes, pero son relativamente raros en comparación con los del océano. Si vive al este de la división continental de EE. UU., puede estar familiarizado con las exhibiciones de luciérnagas al anochecer durante el verano.

Hay los llamados gusanos ferroviarios en América del Sur y Central, que en realidad son larvas de escarabajo. Su nombre proviene de las filas de luces verdes y rojas que salen de cada segmento del cuerpo. Algunos hongos brillan, al igual que un caracol terrestre de Malasia y algunas lombrices de tierra, milpiés, ciempiés y nematodos.

Con la excepción de un animal relacionado con una almeja, no hay animales de agua dulce luminiscentes.

Entonces, en general, la bioluminiscencia en tierra y en agua dulce es rara en comparación con su ocurrencia en el océano. Solo podemos adivinar por qué la luminiscencia no ocurre en ambientes de agua dulce. Hay hábitats de agua dulce con bajos niveles de luz como en las profundidades del mar pero sin bioluminiscencia. ¿Quizás hay un requisito químico que falta? Es más fácil estudiar algo que existe que algo que no existe, así que sabemos mucho más sobre por qué hay bioluminiscencia en el océano que por qué no hay bioluminiscencia en lagos y ríos.

¿Es lo mismo una luciérnaga que una luciérnaga?

Las luciérnagas no son gusanos, pero brillan. Las luciérnagas son en realidad larvas de moscas y viven en cuevas como la cueva de Waitomo en Nueva Zelanda. Su brillo atrae a los insectos que quedan atrapados en los hilos mucosos que cuelgan del techo y luego se los comen. Entonces, en este caso, el brillo actúa como un señuelo para atraer presas.

¿Cuál es la función de la bioluminiscencia?

La bioluminiscencia es importante solo si es detectada por otros organismos. Si bien existen diferentes funciones de emisión de luz, y los animales pueden usar la luz para más de una función, los usos de la bioluminiscencia se pueden agrupar en varios tipos principales:

  • Encontrar o atraer presas
    En el océano oscuro, se puede usar un brillo tenue para atraer presas. Los peces como el rape usan un órgano de luz lleno de bacterias que cuelga de su frente. Las presas se sienten atraídas por la luz de la misma manera que un pescador podría usar un señuelo brillante para pescar de noche. Cuando la desafortunada presa se acerca al rape, se lo traga entero. Algunos peces usan la bioluminiscencia como una linterna, de ahí su nombre. Usan luz, producida por bacterias simbióticas que viven en un órgano debajo de sus ojos, para iluminar a sus posibles presas. En tierra, el brillo de las luciérnagas que viven en las cuevas sirve para atraer insectos presa, que quedan atrapados en los hilos mucosos pegajosos de las luciérnagas. Otro ejemplo es el brillo de los hongos, que atrae a los insectos no como presa sino como un medio para dispersar las esporas de hongos. .
  • Defensa contra depredadores.
    La bioluminiscencia puede servir como señuelo. Algunos calamares y camarones producen una nube brillante luminiscente similar en función a la nube de tinta del calamar a la luz del día. Cuando son atacados por un depredador, los gusanos escamosos y las estrellas de mar sacrifican una parte del cuerpo que continúa parpadeando mientras el animal escapa. Otros animales que viven en las profundidades del océano, donde la luz del sol es muy tenue, utilizan la bioluminiscencia para camuflarse. Su bioluminiscencia coincide con el color y el brillo de la tenue luz del sol, y se llama contrasombreado luminiscente, porque llena su sombra y dificulta que los depredadores los detecten. Muchos plancton pequeños usan destellos de luz para asustar a sus depredadores en un intento de interrumpir su alimentación.
  • Comunicación.
    El ejemplo más conocido es la bioluminiscencia de las luciérnagas, donde se produce un intercambio de destellos entre machos y hembras. Las hembras responden a los destellos de los machos voladores, con el resultado final de que el macho se acerca a la hembra con el propósito de aparearse. Para evitar confusiones entre miembros de diferentes tipos de luciérnagas, las señales de cada especie están codificadas en una única secuencia temporal de destellos. Algunos animales marinos como los poliquetos (gusanos de cerdas) usan bioluminiscencia durante los enjambres de apareamiento, donde los machos atraerán a las hembras hacia ellos. En otros, como los ostrácodos (pulgas de fuego), los machos parpadean en una secuencia mientras nadan para atraer a las hembras.

¿Todas las medusas hacen luz? ¿Cuál es la función de la bioluminiscencia de las medusas?

Se estima que alrededor del 50% de las medusas son bioluminiscentes. Hay muchos tipos diferentes representados, incluidos sifonóforos (relacionados con el barco de guerra portugués), medusas, plumas de mar y otros corales blandos, y ctenóforos (medusas de peine). La mayor diversidad de medusas luminiscentes ocurre en las profundidades del mar, donde casi todos los tipos de medusas son luminiscentes. La bioluminiscencia de la mayoría de las medusas se utiliza para la defensa contra los depredadores. Las medusas, como las medusas peine, producen destellos brillantes para asustar a un depredador, otras, como los sifonóforos, pueden producir una cadena de luz o liberar miles de partículas brillantes en el agua como una imitación del pequeño plancton para confundir al depredador. Otros producen una baba brillante que puede adherirse a un depredador potencial y hacerlo vulnerable a sus depredadores. Algunas medusas pueden liberar sus tentáculos como señuelos brillantes. Entonces ven que hay muchas estrategias para usar la bioluminiscencia de las medusas.

Algunas de las medusas de aguas profundas más sorprendentes son las medusas peine, que pueden alcanzar el tamaño de una pelota de baloncesto y, en algunos casos, son tan frágiles que es casi imposible recolectarlas intactas.

También son espectaculares los sifonóforos, algunos de los cuales pueden alcanzar varios metros de longitud. Los sifonóforos despliegan muchos tentáculos como una red de enmalle para peces pequeños.

¿Cómo usan los animales la química para producir luz?

Toda la bioluminiscencia proviene de la energía liberada de una reacción química. Esto es muy diferente de otras fuentes de luz, como el sol o una bombilla, donde la energía proviene del calor. En una reacción luminiscente, se combinan dos tipos de sustancias químicas, llamadas luciferina y luciferasa. La luciferasa actúa como una enzima, permitiendo que la luciferina libere energía a medida que se oxida. El color de la luz depende de las estructuras químicas de los productos químicos. Hay más de una docena de sistemas luminiscentes químicos conocidos, lo que indica que la bioluminiscencia evolucionó de forma independiente en diferentes grupos de organismos. Un tipo de luciferina se llama coelenterazina y se encuentra en medusas, camarones y peces. Los dinoflagelados y el krill comparten otra clase de luciferinas únicas, mientras que los ostrácodos (pulgas de fuego) y algunos peces tienen una luciferina completamente diferente. La aparición de luciferinas idénticas para diferentes tipos de organismos sugiere una fuente dietética para algunos grupos. Los organismos como las bacterias y las luciérnagas tienen químicas luminiscentes únicas. En muchos otros grupos, la química aún se desconoce. Para obtener más información sobre la química luminiscente, visite el sitio web de Bioluminiscencia.

¿La bioluminiscencia ocurre en un solo color o hay diferentes colores? Si es así, ¿cómo se producen los diferentes colores?

La bioluminiscencia viene en diferentes colores, desde azul hasta rojo. El color se basa en la química, que involucra una molécula de sustrato llamada luciferina, la fuente de energía que se convierte en luz, y una enzima llamada luciferasa. En los animales terrestres como las luciérnagas y otros escarabajos, el color suele ser verde o amarillo y, a veces, rojo. Sin embargo, en el océano, la bioluminiscencia es principalmente azul verdosa o verde. Esto se debe a que todos los colores de la luz no se transmiten por igual a través del agua del océano, por lo que si el propósito de la bioluminiscencia es proporcionar una señal que sea detectada por otros organismos, entonces es importante que la luz se transmita a través del agua de mar y no se absorba ni se disperse. La luz azul verdosa se transmite mejor a través del agua de mar, por lo que no sorprende que este sea el color más común de bioluminiscencia en el océano.

Hay algunas excepciones a la regla de color azul-verde/verde para la bioluminiscencia oceánica. Algunos gusanos producen luz amarilla, y un pez de aguas profundas llamado mandibula suelta negra produce luz roja además de azul. Creemos que la luz roja funciona como una especie de reflector invisible, porque la mayoría de los animales en el océano no pueden ver la luz roja, mientras que los ojos de la mandíbula suelta negra son sensibles al rojo. ¡Por lo tanto, puede usar su luz roja para encontrar presas mientras que la presa ni siquiera sabría que están siendo iluminadas!

Si la bioluminiscencia de los dinoflagelados es de color azul verdoso, ¿por qué se ve amarilla o blanca?

Cuando vemos bioluminiscencia, estamos usando fotorreceptores en nuestros ojos. Los fotorreceptores de cono sensibles al color funcionan mejor en condiciones de luz brillante. Para niveles bajos de luz, por ejemplo, bioluminiscencia, la luz puede ser detectada por los fotorreceptores de varilla, que no son sensibles al color. Por lo tanto, la bioluminiscencia brillante puede aparecer de color azul verdoso, mientras que la bioluminiscencia tenue aparece de color amarillo, gris o blanco. Por lo tanto, nuestros ojos no son detectores de color precisos porque su percepción del color depende del brillo de la luz. Para medir el color de la bioluminiscencia, los científicos utilizan espectrómetros sensibles para determinar el espectro de emisión de la luz.

¿Qué es un fotón?

La luz es una forma de radiación electromagnética, como la radio o las microondas. Algunos aspectos de la luz, como su frecuencia (color), se basan en sus propiedades de onda. La luz también puede considerarse una corriente de partículas llamadas fotones, cada una de las cuales contiene energía. Este concepto se llama teoría cuántica. Así que hay dos formas de expresar cuánta luz hay. Uno se basa en la energía (en unidades de vatios, julios o calorías, y el otro se basa en la cantidad de fotones. Por ejemplo, la longitud de onda de la luz verde es inferior a 1 millonésima de pulgada y la energía de un fotón de luz verde equivale a 1 billonésima parte de una caloría Aunque los fotones son partículas, son partículas de energía y son diferentes de las partículas en una célula, como las moléculas.

Un típico destello de luz de dinoflagelado contiene alrededor de 100 millones de fotones y dura alrededor de una décima de segundo.

A través del empalme de genes, ¿podría alguna especie de plantas o animales beneficiarse de una capacidad de bioluminiscencia inducida artificialmente?

Todas las células tienen la capacidad de producir niveles ultrabajos de luz debido a la oxidación de moléculas orgánicas como proteínas, ácidos nucleicos, etc. A través de un proceso muy largo de selección natural, los organismos que llamamos bioluminiscentes han desarrollado la capacidad de mejorar la producción de luz. a través de adaptaciones fisiológicas, moleculares, anatómicas y conductuales. Todo esto porque la bioluminiscencia imparte una importante ventaja ecológica al organismo. Es el contexto ecológico el que proporciona la fuerza impulsora para la selección natural.

Para que un organismo utilice la bioluminiscencia que ha sido inducida artificialmente, se deben cumplir varios criterios:

  • Primero, debe haber un papel ecológico para la emisión de luz.
  • En segundo lugar, debe haber un control de la emisión de luz. Sabemos por el estudio de organismos luminiscentes que, con la excepción de las bacterias, todos los organismos tienen un control preciso de la emisión de luz. Producir luz por la razón equivocada o en el momento equivocado es un error mortal. Hay visiones futuristas de árboles de Navidad resplandecientes, plantas que se iluminan a lo largo de las carreteras o incluso cultivos que brillan cuando tienen sed, pero este tipo de emisión de luz no tiene un contexto ecológico.

¿Qué tipo de medusas son bioluminiscentes?

La medusa Atolla vive en todo el mundo en las profundidades del mar, donde los niveles de luz son muy bajos. Es bioluminiscente, lo que significa que emite luz azul verdosa, al igual que la mayoría de sus presas. Los científicos piensan que

¿Qué causa la bioluminiscencia en las medusas?

El resplandor ocurre cuando una sustancia llamada luciferina reacciona con el oxígeno. Esto libera energía y se emite luz. Una enzima llamada luciferasa facilita la reacción. A veces, la luciferina y la luciferasa se unen con el oxígeno en una sola molécula o fotoproteína.

¿Las medusas son bioluminiscentes o fluorescentes?

Brillo natural

A principios de la década de 1960, Osamu Shimomura llegó de Japón a la Universidad de Princeton para estudiar las medusas que brillan naturalmente (bioluminiscentes). La especie Aequorea victoria emitió un brillo verde brillante y se convirtió en el foco de su investigación.

¿Dónde puedo encontrar medusas bioluminiscentes?

Las medusas peine que se ven con mayor frecuencia en los recorridos de bioluminiscencia de Florida en invierno se encuentran en abundancia en Indian River Lagoon. Este estuario salobre se extiende desde Ponce Inlet justo al norte de Titusville hasta Jupiter Inlet en el condado de Palm Beach. La longitud total es de 156 millas.

Video: jellyfish bioluminescent