Los animales que brillan en la oscuridad pueden haber existido durante 540 millones de años
Los antepasados de los llamados corales “blandos” pueden haber desarrollado bioluminiscencia en los primeros días de la vida en las profundidades del océano.
Un coral blando bioluminiscente de aguas profundas llamado Iridogorgia magnispiralis.
Oficina de Exploración e Investigación Oceánica de la NOAA/Maravillas de Wake en aguas profundas
Cuanto más exploramos los humanos las profundidades de los océanos, más ejemplos encontramos de animales con un talento aparentemente mágico: la capacidad de producir su propia luz, una hazaña llamada bioluminiscencia.
Para los científicos, la presencia regular de bioluminiscencia tiene sentido. Es sorprendentemente común, ya que varios mecanismos de bioluminiscencia han evolucionado quizás unas 100 veces distintas en el transcurso de cientos de millones de años. Y una nueva investigación publicada el 23 de abril en Actas de la Royal Society B rastros bioluminiscencia en el árbol genealógico de extraños animales llamados octocorales, un grupo que incluye los “corales blandos”, lo que sugiere que el fenómeno evolucionó en el mar hace unos 540 millones de años, lo que lo hace más del doble de la antigüedad de una estimación anterior.
Para los animales, especialmente aquellos que viven en partes de los océanos que son más profundas de lo que puede alcanzar la luz solar, la bioluminiscencia puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte: por ejemplo, puede emplearse como herramienta para atraer presas y disuadir a los depredadores, entre otros usos. Los biólogos todavía están trabajando para comprender el alcance total de la importancia del fenómeno. “Hemos explorado muy poco de nuestro propio planeta, y podría haber muchos más organismos allí abajo que estén utilizando la luz de formas que ni siquiera hemos empezado a comprender todavía”, afirma la bióloga marina Edith Widder, directora ejecutiva y científica principal de la Asociación sin fines de lucro para la Investigación y Conservación del Océano. “Eso es lo que más me intriga de la bioluminiscencia: cómo la utilizan los animales para sobrevivir”.
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Un coral bambú bioluminiscente (un tipo de coral blando) llamado isidella que fue recolectado en las Bahamas.
Pero a pesar de su ubicuidad hoy en día, la bioluminiscencia que ocurrió en el pasado es notablemente difícil de estudiar porque el comportamiento rara vez deja un rastro en los fósiles, cuando los fósiles incluso existen. Los corales blandos, por ejemplo, no forman el enormes arrecifes rocosos en lo que tendemos a pensar. En lugar de ello, construyen colonias excretando una estructura blanda incrustada con pequeños fragmentos de material parecido a un esqueleto. Este estilo de vida significa que los corales blandos dejan atrás sólo los fósiles más pequeños, un desafío para los científicos que intentan escudriñar sus historias.
Aún así, Andrea Quattrini, zoóloga y curadora de corales en el Museo Nacional de Historia Natural de Washington, DC, y sus colegas querían comprender cómo y cuándo se pudo haber desarrollado la bioluminiscencia en los octocorales. Quattrini ha pasado aproximadamente una década probando octocorales vivos recolectados en el océano para determinar si pueden crear luz empujando a las criaturas con un par de pinzas de laboratorio mientras están debajo de una manta o en una habitación oscura.
En la nueva investigación, ella y sus colegas mapearon estos resultados en un árbol evolutivo que muestra cómo los diferentes octocorales modernos se relacionan entre sí, lo que permite a los científicos buscar patrones en los que las ramas pueden y no pueden crear luz. Al buscar la historia evolutiva más simple posible que coincidiera con estas observaciones, los investigadores concluyeron que la bioluminiscencia probablemente evolucionó solo una vez en estos animales. Luego utilizaron fósiles raros que los científicos han identificado con confianza como pertenecientes a tipos particulares de octocorales para anclar el árbol en el tiempo. El análisis sugiere que la primera evolución histórica conocida de la bioluminiscencia en un ambiente marino ocurrió hace unos 540 millones de años, mucho más antigua que las estimaciones anteriores de hace 267 millones de años.
La nueva estimación cae justo antes o durante un evento que los paleontólogos han denominado el explosión cámbrica, cuando se produjo un estallido de diversificación biológica. También es durante esa época cuando los animales se trasladaron por primera vez de los océanos poco profundos a las profundidades donde la luz del sol no penetra. Este cronograma para el desarrollo de la bioluminiscencia tiene sentido, dicen Quattrini y Widder, quienes señalan que sensores de luz rudimentarios También se desarrolló en esta época. En este contexto, la bioluminiscencia se convirtió en una herramienta comunicativa que los corales podían utilizar para confundir a sus presas o asustar a los depredadores lejos, como “una alarma antirrobo”, dice Quattrini.
Un octocoral bioluminiscente de aguas profundas del género. Iridogorgia (izquierda). Un coral de bambú queratoisídico bioluminiscente que se encuentra en las profundidades del océano frente a la costa de Hawaii (bien).
Oficina de Exploración e Investigación Oceánica de la NOAA
“Creo que nuestro estudio realmente apunta al hecho de que es una de las primeras formas de comunicación en los océanos; tal vez una de las primeras formas de comunicación en la Tierra, en realidad”, dice Quattrini. “Es una forma fascinante de comunicación que en realidad es bastante simple en esencia”.
Yuichi Oba, biólogo de la Universidad de Chubu en Japón, que ha estudiado la bioluminiscencia pero no participó en la nueva investigación, es más escéptico. Le gustaría que se tomara más precaución con la conclusión de que la bioluminiscencia en los octocorales no surgió de forma independiente varias veces. Si así fuera, el fenómeno sería más reciente de lo que sugiere el nuevo análisis: quizás sólo entre 400 y 200 millones de años. Quattrini dice que el mecanismo compartido de bioluminiscencia entre los octocorales respalda la idea de una evolución única.
Quattrini y sus colegas planean a continuación analizar el gen que construye la proteína responsable de la bioluminiscencia en los octocorales, un tipo de enzima llamada luciferasa. El mismo gen aparece tanto en los octocorales bioluminiscentes como en los no bioluminiscentes, afirma, por lo que los investigadores quieren entender cómo algunos de los animales parecen haber perdido la capacidad de iluminarse.
Y este tipo de trabajo ayuda a pintar una mejor imagen de cómo podrían haber sido los ecosistemas de la Tierra antigua, que hoy nos parecen tan extraños. “Imagínese el océano donde los corales emiten luz y los depredadores carnívoros tienen ojos grandes en el agua de medianoche”, dice Oba. “La vida es maravillosa.”