Bioluminiscencia y organismos del suelo

Hongos, bacterias, nematodos con bacterias y lombrices de tierra bioluminiscentes. Fuente: Google imágenes

La bioluminiscencia, es un rasgo que caracteriza a algunos organismos terrestres y marinos, como hongos, bacterias, lombrices de tierra y nematodos, entre otros muchos. En unos casos se trata de una singularidad de ciertas especies que viven libremente en su ambiente, en otras de mecanismos simbióticos. En cualquier caso atesorar tal  rasgo puede servir, según el caso, como mecanismo de camuflaje, atraer presas, defensa ante depredadores, distracción, comunicación, iluminación, etc. Ya os hable en su día del ocaso de las luciérnagas aderezado de hermosas imágenes. Sin embargo, algunos investigadores consideran que habría que profundizar más en el caso de los suelos. Como señala el brasileño Vadim Viviani, es posible que existan más  especies bioluminiscentes de lo que imaginamos ocultas en la interfase entre el suelo, humus y hojarasca. Al final de este post os muestro material que he recopilado en Internet. Respecto a los ambientes superficiales terrestres también considerar la abundancia de la bioluminiscencia en muchas especies de hongos, algunas lombrices de tierra, bacterias que habitan simbióticamente en el cuerpo de los nematodos y su presencia en ambientes semi-acuáticos como lo son los manglares y las charcas de Puerto Rico y Belice, entre otros muchos países. Especies de bacterias bioluminiscentes están siendo estudiadas como indicadores de la contaminación del suelo y su monitorización.

Reitero que abajo os dejo el material que he podido recapitular en un par de horas, siendo tan solo una pequeña muestra del que existe en la literatura científica. Recordemos que una buena parte de los organismos invertebrados y microrganismos del suelo no pueden cultivarse, crecer e identificarse en laboratorios, por lo que mediante los métodos de extracción que utilizamos apenas vislumbramos la verdadera naturaleza de una biodiversidad prácticamente desconocida. Conforme progresemos en estos últimos ámbitos, con toda seguridad, se irán descubriendo nuevas especies bioluminiscentes.  Os dejo ya con parte de los contenidos aludidos, más bien modestos, que tan solo sirve para poder comenzar a indagar en este «lucido» tema.

Juan José Ibáñez

Bacterias que viven en simbiosis con ciertos nematodos del suelo tornándolos bioluminiscentes

Como señala el brasileño Vadim Viviani, es posible que existan más  especies más luminiscentes de lo que imaginamos ocultas en la interfase entre el suelo y el humus (…),

Een el medio terrestre, la bioluminiscencia es menos abundante que en el mar. Sin embargo, se encuentra en una variedad de diferentes organismos incluyendo bacterias, hongos, moluscos, artrópodos y anélidos. Es posible que existan más  especies más luminiscentes de lo que imaginamos ocultas en la interfase entre el suelo y el humus (…), o registros dentro cariados, donde la oscuridad es tan constante como la profundidad de los océanos. A diferencia de las especies marinas, que viven en la oscuridad constante, la mayoría de las especies terrestres conocidas bioluminiscentes son activas durante un tiempo limitado, particularmente durante la noche

En contraste con el medio marino, donde la bioluminiscencia predominante resulta ser de color azul, en el medio terrestre, el verde. Se trata de una adaptación ecológica de bioluminiscencia según el medio ambiente en donde habiten las especies. En la superficie terrestre luz incidente del sol y la reflexión desde el follaje se centra en el verde. La mayoría de las especies, incluidas se encuentran activas durante el crepúsculo, desarrollando los fotorreceptores con la máxima sensibilidad en la región verde. Por lo tanto, es comprensible que la bioluminiscencia verde sea una adaptación con fines de comunicación intra e inter-específicas.  (…) Al igual que en el medio marino, la bioluminiscencia en el medio terrestre también es generado por los sistemas bioquímicos evolutivamente relacionados (…). El sistema bioluminiscente de bacterias terrestres es químicamente idéntico a la de las bacterias marinas.

En los hongos, la luminiscencia se encuentra en organismos pertenecientes al orden de los Basidiomycetes , habiéndose descrito 42 especies pertenecientes a  los géneros Armillaria, Mycena, Plerotus, Omphalotus y Panellus, entre otros. Hongos bioluminiscente denominados “zorro de fuego» (Figura 2) se encuentran sobre troncos en descomposición y en las hojas húmedas de los bosques tropicales y templadas de todo el mundo. La bioluminiscencia es generalmente de color verde, siendo emitida por el micelio(…). La función biológica de la bioluminiscencia en este grupo resulta ser bastante controverrida. Los  Insectos fototrópicos positivos son atraídos por hongos bioluminiscentes, sugiriendo que la luminiscencia juega un papel importante para la propagación y dispersión de las especies, tal como se sugirió para las bacterias. Otras funciones biológicas sugeridas incluyen la atracción de insectos parásitos, depredadores y aposematismo (señal de advertencia). También se consideraran los efectos fisiológicos como la desintoxicación de especies de oxígeno.

   Ciertos gusanos, como las lombrices de tierra, y algún que otro nematodo también atesoran la bioluminiscencia. Tres de cada 16 Familias en oligoquetos muestran esta propiedad. Varias de estas especies se encuentran en el suelo  y las arenas alrededor del Mundo. La luminiscencia de colores varia de azul a naranja dependiendo de la especie. La Función biológica de la bioluminiscencia en las lombrices de tierra aun es desconocida.

Bioluminiscencia Por qué hay seres vivos que brillan en la oscuridad?

Hongos luminosos, bacterias que convierten a las orugas en semáforos y escarabajos que ahuyentan a los depredadores. La bioluminiscencia tiene muchas funciones.

FUENTE | ABC Periódico Electrónico S.A. 11/05/2015

 Cuando puede haber depredadores por todas partes, hay animales que deciden pasar desapercibidos y camuflarse con el entorno: por eso los insectos palo se hacen pasar por ramitas y los camaleones se funden con los colores de alrededor. Otros prefieren ‘liarse la manta a la cabeza’ y adoptar los colores más llamativos posibles, para que los posibles enemigos sepan que si pueden permitirse tener ese aspecto y ser tan visibles es porque son peligrosos: por eso la avispa se viste con rayas negras y amarillas y algunas ranas se tiñen de azul o naranja. Pero hay incluso otro grupo de animales que van un poco más allá, y optan por brillar en la oscuridad.

Esta capacidad se conoce como bioluminiscencia, y se puede definir como la «emisión de luz por parte de un ser vivo para facilitar su supervivencia o su propagación», tal como explica John Lee, un investigador de la Sociedad Americana de Fotobiología, en Bioluminiscencia Básica. En muchos casos no está claro para qué sirve exactamente esa iluminación, pero en general se trata de una luz que no desprende calor y que se produce en el interior del organismo a través de reacciones bioquímicas en las que muchas veces participa una enzima, una especie de engranaje que permite realizar ciertas reacciones químicas, llamada luciferasa. Esto es lo que ocurre en el caso de las luciérnagas, un tipo de escarabajo que lanza destellos amarillo-verdosos desde su abdomen para comunicarse con las posibles parejas, o el fenómeno que puede verse en la isla de Vieques, Puerto Rico, en la que los turistas pueden darse ‘baños de luz’ gracias a la presencia de diatomeas (microorganismos fotosintéticos).

Pero lo cierto es que hay una enorme variedad de seres vivos capaces de producir bioluminiscencia. En el mar, hay cefalópodos (calamares y pulpos), peces, pequeños crustáceos, gusanos, medusas y microorganismos capaces de brillar en las vastas profundidades oceánicas. En tierra, hay muchos insectos (sobre todo escarabajos), lombrices e incluso hongos capaces de iluminar la noche o la espesura de los bosques. En total, se considera que hay al menos 700 géneros de seres vivos con especies bioluminiscentes (el género es la categoría superior a la especie, y es lo que hay en común entre el león, Panthera leo, y el tigre, Panthera tigris, por ejemplo).

Toda esa variedad de seres vivos explica que las funciones de la bioluminiscencia sean también muy dispares. Tal como explica Ángel Luque, profesor de Biología Marina en la Universidad Autónoma de Madrid, en el mar, la bioluminiscencia «se utiliza» para «pasar desapercibidos para los depredadores, (esto es útil cuando los cazadores suben desde las profundidades y ven a sus presas recortadas contra la luz que viene desde la superficie), para atraer a los individuos de la misma especie y reproducirse, para rechazar ataques de depredadores, etc«.

Mientras que en el océano hay oscuridad de forma permanente a partir de los 200 metros de profundidad (en general), en la tierra las condiciones de luz son más variables y hacen más difícil estudiar las funciones de la bioluminiscencia, por lo que aún hay mucho que estudiar. Sin ir más lejos, muy recientemente se publicó un estudio en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAs) en el que se proponía que la bioluminiscencia de un animal similar a un cienpiés había aparecido para luchar contra la toxicidad y que luego habían acabado usándola para avisar a los depredadores de lo peligrosos que eran.

En todo caso, se conocen algunos ejemplos curiosos en los que se usa la bioluminiscencia. Algunos hongos luminosos atraen a los insectos para que estos diseminen sus esporas, hay escarabajos que ahuyentan a los que les molestan con rápidas ráfagas de luz e incluso lombrices brillantes. Pero quizás el caso de las bacterias asesinas de orugas es todavía más llamativo. Se especializan en infectar a unos pequeños gusanos, llamados nematodos, que a veces son ingeridos por estas orugas. Cuando eso ocurre, estas desafortunadas quedan convertidas en semáforos andantes que tienen cierta tendencia a acabar en los estómagos de los depredadores. Así parece que tanto la bacteria como el nematodo acaban propagándose más fácilmente.

Con todo, la bioluminiscencia lleva mucho tiempo estudiándose, pero ha aparecido muchas veces a lo largo de la evolución y en seres vivos totalmente distintos, con lo que aún queda mucho por investigar. De momento, aparte de resultar curiosa, ha servido para purificar y producir una proteína muy importante en investigación, que se llama GFP, ‘Green Fluorescent Protein’, o proteína verde fluorescente. Se puede utilizar en los laboratorios como etiqueta o chivato que brilla cuando ciertos genes funcionan o cuando hay ciertos microorganismos peligrosos en el agua, por ejemplo.

Autor:   Gonzalo López Sánchez