Desde cuevas resplandecientes hasta el frenético parpadeo de las luces nocturnas voladoras: la bioluminiscencia es un fenómeno venerado por muchos, pero comprendido por pocos. Nuestros expertos explican qué hay detrás de la impresionante exhibición de luces de la naturaleza. Y abordan una pregunta “importante”: ¿podríamos aprovechar las fuentes de luz vivas para las lámparas?
Falmouth, Jamaica. Al principio, las aguas negras de esta laguna de fama mundial permanecen quietas. Pero luego, con la menor agitación, el agua cobra vida y una luz azul verdosa brilla desde abajo. El folclore dice que darse un chapuzón en estas "aguas relucientes" es como ducharse en la fuente de la juventud. Se dice que las mujeres que abrazan la experiencia etérea se vuelven más hermosas y se ven más jóvenes.
Ahora sabemos que el brillo proviene de una alta concentración de dinoflagelados bioluminiscentes de organismos unicelulares que emiten luz. Pero no es de extrañar que, a lo largo de los siglos, el mito y la leyenda se hayan sumado a estas demostraciones de belleza natural de otro mundo.
“La emisión de luz de fuego, relámpagos, estrellas o seres vivos atrae la atención de cualquier ser humano. En el caso de la bioluminiscencia la luz tiene un brillo extraño, algo mágico y misterioso”, dice Cassius Stevani, profesor asociado del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo y experto en bioluminiscencia.
La bioluminiscencia es la emisión visible de luz fría por un ser vivo. Quizás los dos casos más conocidos del fenómeno para el humano son las luciérnagas y los gusanos luminosos. Curiosamente, sin embargo, como señala el profesor Stevani, estos no son ni moscas ni gusanos: "Las luciérnagas son en realidad escarabajos y los gusanos luminosos podrían ser la etapa larvaria de moscas y escarabajos o algunos escarabajos adultos". Esos somos nosotros educados.
La bioluminiscencia está muy extendida entre los organismos de la Tierra, pero ocurre con mayor frecuencia en nuestros océanos. “Hay bacterias bioluminiscentes, dinoflagelados, hongos y animales como insectos, gusanos, medusas, crustáceos, moluscos y peces, pero curiosamente, no hay plantas bioluminiscentes”, explica el profesor Stevani. En cuanto a los habitantes del océano, la emisión de luz podría haber conferido una ventaja evolutiva a estos animales de aguas profundas en un lugar sin ninguna fuente adicional de luz.
Si bien el profesor admite una ligera debilidad por los hongos bioluminiscentes, su principal interés de investigación, no son solo los hongos brillantes lo que lo entusiasma: “Cada organismo tiene su propia peculiaridad y química específica involucrada en la producción de luz. Como científico, estoy interesado en saber cómo y por qué se lleva a cabo este proceso ".
En general, el cómo está claro. La bioluminiscencia se origina a partir de una reacción química de un sustrato, genéricamente llamado luciferina, y una enzima, luciferasa. “Es una especie de reacción de oxidación como el fuego. Sin embargo, el fuego es un proceso caótico incontrolado que libera energía en forma de calor. La bioluminiscencia es un proceso mucho más organizado, cuya energía se libera en forma de fotones que te dan luz”, dice el profesor Stevani.
En cuanto al por qué, eso depende del organismo, como continúa describiendo el profesor Stevani: “Las luciérnagas usan la bioluminiscencia para la comunicación, la depredación y el cortejo sexual. Los peces lo utilizan para la depredación, la comunicación y como contra iluminación. Es probable que los hongos emitan luz para atraer a los agentes dispersores de esporas ".
Obviamente, estos organismos emisores de luz están muy lejos de sus homólogos sintéticos como los LED, pero podrían estar más cerca de lo que se cree.
“Los LED y la bioluminiscencia pertenecen en realidad a la misma clase amplia de proceso de emisión de luz: luminiscencia”, explica Stevani. “La única diferencia es cómo se promueve la molécula o el material a un estado excitado. Donde se usa electricidad, es electroluminiscencia, donde es una reacción química, es quimioluminiscencia
- de los cuales la bioluminiscencia es una forma ".
Otra fuente de variedad en las lámparas que utilizamos es el color. Una vez más, podría sorprenderte que exista tal variedad en bioluminiscencia también: “Puedes tener emisiones azules, rojas y verdes tanto en tierra como en el mar. También es posible observar una mezcla de colores que produce amarillo y naranja. Normalmente, el azul es el color del mar, pero algunas medusas emiten en la región verde. Sorprendentemente, las luciérnagas pueden emitir en todo el espectro visible ".
Entonces, abordemos el elefante no bioluminiscente en la habitación: si organismos como las bacterias pueden producir luz, ¿no podemos simplemente encerrarlos y usarlos como fuente de luz? De acuerdo, eso puede ser trivializarlo un poco, pero ¿existe una oportunidad comercial factible para la iluminación bioluminiscente de nuestro mundo?
Algunas empresas de nueva creación seguramente le harían creer eso, con afirmaciones de interrumpir la forma en que producimos y consumimos luz, al ofrecer una materia prima de iluminación viva y autosuficiente en forma de bacterias bioluminiscentes cultivadas. Sin embargo, los expertos siguen siendo algo escépticos:
"Todos piensan que han tropezado con un concepto novedoso y brillante: ¡luz libre!" afirma Edie Widder, presidente, director ejecutivo y científico senior de ORCA (Ocean Research & Conservation Association) en Florida y especialista en bioluminiscencia. “El problema es que solo es gratis hasta que calcule los costos de producción. Mantener la estrecha gama de variables ambientales necesarias para que las bacterias sigan creciendo y brillando es energéticamente costoso ".
Como dice el Dr. Widder, “la bioluminiscencia tiene muchas aplicaciones enormemente valiosas, pero iluminar el mundo no es una de ellas. Los LED alimentados por energía solar o eólica tienen mucho más sentido como solución de iluminación ".
El profesor Cassius Stevani es profesor asociado del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP) donde estudia el mecanismo de emisión de luz en hongos bioluminiscentes. Obtenga más información sobre él en:
El Dr. Edie Widder es un experto en bioluminiscencia de renombre mundial y explorador de aguas profundas que actualmente preside la Asociación de Investigación y Conservación Oceánica (ORCA) en Florida. Obtenga más información en el sitio web: