Por la noche, la naturaleza suele mostrarnos espectáculos luminosos increíbles. Si alzamos la cabeza y miramos el cielo nocturno despejado, encontraremos un manto de luces y formas envolventes que nos brindan las miles de estrellas del firmamento. Si tenemos suerte, la Luna, en sus diferentes etapas, también puede acompañar, con su enigmática luz blanca, la puesta en escena de una noche estrellada. Pero el paisaje lumínico del cielo por la noche no es el único lugar en el que podemos encontrarnos con un desfile de luces. Si estamos en el sitio indicado, bajamos la mirada y observamos con atención, quizá nos encontremos con algo inesperado y asombroso: tetrápodos terrestres biofluorescentes.
Aequorea Victoria. Fotografía: Jim G bajo licencia de Creative Commons.
La emisión de luz originada por los seres vivos ocurre mediante dos procesos: la luminiscencia natural, provocada por una serie de reacciones químicas dentro del organismo; y la fluorescencia, en donde la luz absorbida por el cuerpo del organismo modifica su longitud de onda al ser liberada de nuevo al ambiente. Las primeras observaciones de luminiscencia ocurrieron hace casi un siglo, cuando varias especies de medusas fueron iluminadas con luz ultravioleta. Aequorea victoria fue la especie más importante de aquellas medusas, puesto que de ella se aisló una proteína quimioluminiscente llamada aequorina, que emite luz azul. Gracias a este aislamiento y a estudios posteriores se conocieron diferentes propiedades y subestructuras de la aequorina, como la proteína verde fluorescente (GFP, por sus siglas en inglés); se demostró que libera fotones fluorescentes después de absorber energía electromagnética gracias a que posee unas moléculas conocidas como fluoróforos.
A diferencia de la bioluminiscencia, la biofluorescencia es un fenómeno que depende de la luz externa. Esta es absorbida por los fluoróforos y convertida en luz con una longitud de onda más larga, es decir, la luz que incide en los organismos biofluorescentes es reemitida con una longitud de onda mayor, pero menos energética. Este fenómeno ha sido estudiado en vertebrados marinos, como peces arrecifales, tiburones o tortugas marinas. Sin embargo, en los últimos años se han observado diferentes organismos terrestres fluorescentes, tales como Glaucomys,una ardilla voladora de américa; Melopsittacus undulatus, un periquito australiano, y en reptiles terrestres, como el gecko de Namibia Pachydactylus rangei. En estos vertebrados se han encontrado compuestos fluorescentes en huesos, plumaje, caparazón y piel, y se ha observado que emiten fluorescencia en un amplio espectro de colores visibles, incluidos tonos de rojo, verde, azul y rosa. Aún no se ha logrado comprender si este fenómeno tiene algún papel ecológico en estos animales.
Para conocerlos un poco mejor, dejemos de ver el cielo por un momento y bajemos la mirada, no tanto como para sólo contemplar nuestros pies, pero sí lo suficiente como para observar lo que sucede en la copa de algunos árboles de Norteamérica, desde Guatemala hasta Canadá, que es en donde habitan las ardillas voladoras del género Glaucomys. Estos mamíferos suelen ser mucho más activos durante la noche. Buscan su alimento en las primeras horas del crepúsculo y el amanecer, momentos del día en los que, bajo ciertas condiciones meteorológicas, predomina la luz con longitudes de onda ultravioleta. Es en estos momentos cuando puede observarse que su pelaje emite fluorescencia rosa, tanto en la zona ventral como dorsoventral de su cuerpo.
Las y los investigadores que han estudiado este fenómeno en las ardillas voladoras proponen algunas explicaciones para tratar de comprender mejor el comportamiento de estos roedores. Glaucomys es el único género de ardillas muy activas durante el crepúsculo y la noche; además, no hibernan y viven en zonas con latitudes muy altas, por lo que habitan perpetuamente en lugares con poca luz. En estas condiciones la luz ultravioleta es muy importante. En otros estudios se han examinado los lentes oculares de las ardillas voladoras y los resultados muestran que son capaces de percibir la luz ultravioleta; por lo tanto, las características fluorescentes de las ardillas Glaucomys pueden ser un conjunto de adaptaciones a entornos crepusculares ricos en longitudes de onda ultravioleta.
Se cree que la fluorescencia de estos animales puede representar una forma de comunicación entre ellas: señala sus patrones de movimiento mientras se deslizan a través de los árboles, muestra sus superficies ventrales y oculta sus parches fluorescentes cuando se enganchan a los troncos y trepan. Algo similar sucede con algunos peces arrecifales fluorescentes, que comunican su presencia y actividades de esta manera.
Ahora llevemos nuestra mirada hasta Australia y veamos volar a los periquitos Melopsittacus undulatus, que emiten fluorescencia amarilla desde el plumaje que tienen en la cabeza. Científicas y científicos australianos realizaron diversos experimentos para conocer cómo participa este fenómeno en la vida de los periquitos australianos. Los ensayos consistieron en juntar ejemplares de diferentes sexos y cubrir el plumaje de la cabeza en algunos de ellos para evitar la absorción de luz por los fluoróforos; el plumaje de los periquitos restantes quedó descubierto. La hipótesis con la que empezaron estos experimentos suponía que la fluorescencia del plumaje de sus cabezas participaba en el proceso de selección sexual de estas aves; por ello, los ensayos realizados buscaban estimular la interacción entre individuos de diferente sexo, así como entre individuos del mismo sexo para corroborar su hipótesis.
Los resultados de las pruebas indican que la fluorescencia en el plumaje de M. undulatus está involucrada en el proceso de selección sexual. En los ensayos en donde los individuos eran del mismo sexo no se observó alguna preferencia social significativa por individuos fluorescentes o no fluorescentes; en cambio, en las pruebas con individuos de sexos diferentes sí se observó una preferencia social por individuos de sexos distintos y fluorescentes. Además, este equipo de investigación analizó la respuesta de las células de los ojos de los periquitos para conocer si existe alguna diferencia en la estimulación visual ocasionada por la fluorescencia amarilla del plumaje que tienen en la corona de su cabeza. Encontraron que la luz emitida por su plumaje coincide con la longitud de onda a la que son sensibles las células involucradas en la percepción general del brillo. Lo anterior hizo concluir a este grupo de investigación que el plumaje fluorescente de los periquitos M. undulatus podría ser una característica sexual adaptada, debido al elaborado proceso bioquímico por el que se producen los pigmentos fluorescentes y por la marcada preferencia social de esta característica entre individuos.
Por último, demos la vuelta de nuevo al mundo y a nuestra vista; llevémosla hasta las dunas y lechos de ríos secos del desierto de Namibia, que es en donde habita el gecko fluorescente Pachydactylus rangei. Hasta donde se sabía, toda la fluorescencia conocida en lagartijas se había observado en sus huesos, es visible debido a su piel translúcida, como en el caso de las lagartijas del género Chondrodactylus. Sin embargo, en P. rangei se ha encontrado un sistema de fluorescencia dérmica en el que unas células pigmentadas, llamadas iridióforos, son capaces de producir fluorescencia. Este es el primer caso de fluorescencia dérmica reportado en una lagartija, y vale la pena mencionar que también es notablemente brillante.
Las áreas fluorescentes del P. rangei se concentran alrededor de los ojos y en las zonas laterales inferiores de su cuerpo, lo que hace prácticamente invisible su fluorescencia para depredadores con una perspectiva más alta, como aves o chacales, pero que podría ser muy llamativa desde la perspectiva de un gecko. Además, se sabe que P. rangei es sociable, pero generalmente solitario, por lo que este fenómeno lumínico podría ser útil para comunicarse y localizar a otros geckos de su misma especie a distancia, en lugar de utilizar las conocidas señales auditivas que semejan besos humanos empleadas por otro tipo de geckos.
Comunicarse con otros geckos no parece ser algo trivial, puesto que los encuentros entre ellos pueden representar algo más que una oportunidad de apareamiento. Dado que el desierto de Namibia tiene precipitaciones extremadamente bajas, la niebla es una fuente de agua clave para su flora y fauna. La niebla se condensa en los cuerpos de los geckos y ellos se lamen la cara para hidratarse. En las crías también se han observado individuos lamiendo el agua de sus congéneres, aprovechando una superficie mucho mayor. La combinación de hidratación vital y socialización podría reforzar las señales fluorescentes que facilitan estas reuniones; además, limitan estas señales a las regiones más visibles desde el nivel de los ojos de los geckos para mantenerse ocultos de los depredadores con puntos de observación más altos
Todos estos ejemplos son un espectáculo natural maravilloso. Las fiestas y desfiles de colores de la naturaleza no sólo suceden a plena luz del día y los paisajes iluminados no son exclusivos de las estrellas o de la Luna. Sin embargo, como ya vimos, parece que los humanos no fuimos invitados a presenciar este carnaval tan colorido que ocurre en diversos vertebrados terrestres. Nuestros visión limitada no nos permiten admirar la variedad de colores y formas que tienen muchos otros animales durante la noche. Pero si estamos en el sitio indicado y buscamos la perspectiva correcta, quizá podemos toparnos con algo inesperado y asombroso.
Víctor Alí Mancilla Gaytán
Pasante de biología en la UNAM y entusiasta de los datos curiosos.
Referencias
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Macel, M. L., Ristoratore, F., Locascio, A., Spagnuolo, A., Sordino, P., & D’Aniello, S. (2020). “Sea as a color palette: the ecology and evolution of fluorescence”. Zoological Letters, 6(1), 1-11.