Reconstruyen con gran detalle la luz de las luciérnagas
Logran reconstruir la linterna de las luciérnagas por primera vez con un detalle sin precedentes y evaluar la distribución de oxígeno, lo que ha permitido tener pruebas claras de que estos tejidos están optimizados para la producción de luz.
Uno de los espectáculos más mágicos que se pueden contemplar es la emisión de luz por parte de las luciérnagas. En algunos lugares tropicales se pueden congregar en algunos árboles o arbustos, lo que les da cierto aspecto de abeto de Navidad. Pero en el "primer mundo europeo" el uso de insecticidas ha acabado casi completamente con estos escarabajos, insectos que alegraban con su luz las noches de verano.
Las luciérnagas son escarabajos que pertenecen a distintas especies. Hay en total unas 2000 especies de luciérnagas. Su luz pulsada forma parte de un sistema óptico de comunicación para comunicarse tanto con sus iguales como con sus depredadores.
Para los depredadores la luz de las luciérnagas es una señal que les indica lo mal que saben, así que tienen a evitarlas. Entre ellas es generalmente el macho el que usa esta técnica luminosa para atraer a la hembra. Además del color se pueden usar distintos patrones de luz y cada especie usa franjas horarias específicas. También se conoce al menos un caso de una hembra de una especie en concreto que imita las respuestas luminosas de las hembras de otras especies para atraer machos y comérselos.
Para producir su luz las luciérnagas usan una reacción química fría de tipo bioluminiscente que se da en unos órganos especiales denominados linternas que tiene el insecto en su abdomen. La producción de luz se realiza con un rendimiento muy alto, de tal modo que no se produce casi calor por este motivo.
La bioluminiscencia es interesante desde el punto de vista de su aplicación práctica pues puede servir para vigilar la contaminación del agua o en trabajos de investigación, pero también en otras aplicaciones más lúdicas como árboles y plantas luminosas (hubo una polémica al respecto hace no mucho).
La emisión de luz por parte de las luciérnagas se da cuando un compuesto denominado luciferina se degrada en presencia de oxígeno. Pero no se sabía cómo el insecto conseguía hacer llevar el oxígeno a las células emisoras de luz. Ahora, un grupo de investigadores suizos y de Taiwán han determinado cómo en este insecto se controla la distribución de oxígeno para así hacer lucir sus células especializadas.
La linterna contiene una serie de tubos que progresivamente van unidos unos a otros mayores a la manera de las ramas de un árbol. La función de los tubos es proporcionar ese oxígeno a las células de la linterna, que son las que contienen luciferasa. Pero la complejidad de este sistema ha dificultado su estudio.
Este grupo de investigadores ha usado dos técnicas diferentes para saber como el oxígeno va a parar a estas células. Una de las técnicas está basada en la microfotografía sincrotón por contraste de fase y la otra en microscopía de transmisión de rayos-X. En ambos casos se aplicaron con una resolución a escala celular. Estas técnicas permiten distinguir entre distintos tejidos blandos.
Gracias a esto pudieron reconstruir la linterna por primera vez con un detalle sin precedentes y evaluar la distribución de oxígeno, lo que ha permitido tener pruebas claras de que estos tejidos están optimizados para la producción de luz.
Estructura interna de la linterna de una luciérnaga. Fuente: Giorgio Margaritondo/EPFL.
Las luciérnagas aportan oxígeno destinado a funciones normales de las células para usarlo en la reacción bioluminiscente. El consumo de oxígeno en las células normales del insecto disminuye, reduciéndose la producción de energía a la vez que ese oxígeno es consumido para la producción de luz en las células especializadas.
La contaminación lumínica, los pesticidas y la destrucción de los ecosistemas están poniendo en peligro de extinción a estos maravillosos insectos. Cada vez les es más difícil encontrar pareja y reproducirse.
Esperemos que estos insectos sigan iluminando los cielos nocturnos.
Artículo original: Firefly Light Flashing: Oxygen Supply Mechanism.
Fotos: Peilun Hsu (Firefly shower)-Fkickr, Matt MacGillivray (firefly)-Flickr, Jessica Lucia y Digital Photo Blog.
NdE
En el abdomen de las luciérnagas hay células especializadas que contienen luciferina y producen una enzima llamada luciferasa. Para producir luz la luciferina se combina con oxigeno para producir oxiluciferina.
La luciferasa acelera esta reacción, que ocurre en dos pasos:
Primero la luciferina combina con adenosine trifosfato (ATP), común en todas las células, para formar luciferyl adenilato y pirofosfato (PPi) en la superficie de la luciferasa.
El luciferil adenylato permanece unido a la encima, entonces luciferina + ATP ————-> luciferil adenylato + PPi.
Luego, el luciferil adenylato combina con oxígeno para formar oxiluciferina y adenosino monofosfate (AMP).
La luz surge cuando la oxiluciferina y el AMP son liberados de la superficie de la enzima:
luciferil adenilato + O2 ————-> oxiluciferina + AMP + luz.
Las células con luz también contienen cristales de ácido úrico con los cuales reflejan la luz generada hacia afuera del abdomen.
La frecuencia de luz generada está entre 510 y 670 nanómetros (de amarillo pálido a un color marrón rojizo).
Fuente: neofronteras.com
