Hoy

img
Tienen su propia luz y sin pagar factura
img
Adolfo Marroquín Santoña | 17-09-2015 | 15:52

El DRAE (Diccionario de la Real Academia Española) dice que la bioluminiscencia es la propiedad que tienen algunos seres vivos de emitir luz. En otros foros se define la bioluminiscencia como una característica de algunos peces de las grandes profundidades, que están dotados de órganos especializados que producen luz y sirven para atraer a las presas.

En el marco de esta segunda acepción no resisto la tentación de remarcar el notable parecido de la misma con las actividades de las Grandes Compañías Eléctricas de este país, en las que otros peces, peces gordos por cierto, producen luz, con la que atraen y esquilman a otras presas, es decir a los sufridos usuarios. Pero, no éste el foro para entrar en cuestiones sociopolíticas, de forma que volvamos al tema de la bioluminiscencia.

Aunque la mayoría de las criaturas que generan y emiten luz propia, del orden del 80% de las mismas, habitan en el mar, También existen algunas especies de bacterias, insectos, gusanos, y hasta setas (hongos), que producen luz ayudándose de la bioluminiscencia, en la que la luz se produce por la reacción química de una sustancia llamada luciferina, que se combina con el oxígeno y forma una molécula inactiva llamada oxiluciferina, que gracias a una enzima llamada luciferasaregula la velocidad de la reacción que da lugar a una luz fría.

En el proceso, que no es simple y en él que también están involucrados electrones que se excitan y aumentan su energía, intervienen diferentes tipos de luciferinas que, hacen que esa luz fría, prácticamente sin desprendimiento de calor, presente diferentes longitudes de onda, es decir diferentes colores, siendo los más comunes los que van del azul al verde o amarillento, presentando en algunos casos tonalidades rojizas.

Es interesante la utilización que los seres bioluminiscentes hacen de esa propiedad de generar y emitir luz, siempre para su propio interés, pero a través de caminos tan dispares como bien atraer a quien quieren o por el contrario alejar a quien no quieren, pero con una peligrosa variante que es atraer a quien sí quierena quien sí quieren matar y comerse.

 

El ejemplo más común y conocido del fenómeno de la luminiscencia es el de las luciérnagas, también llamadas bichos de luz, de las que se conocen cerca de 2.000 especies diferentes. Muchos de nosotros, y me incluyo yo mismo entre los afortunados, aunque hace ya bastantes años, hemos tenido la placentera experiencia de contemplar a las luciérnagas en su hábitat natural, en plena naturaleza en las noches de verano, puesto que es fácil en esas circunstancias percibir el brillo de una luz verde brillando en la noche entre la hierba.

Pero hay que admitir que el tipo de vida actual que nos hemos dado los urbanitas, al rodearnos de asfalto, hormigón y ladrillo, no es precisamente el más adecuado para la contemplación de las luciérnagas. Desde nuestras ciudades con frecuencia no podemos ver ni las estrellas, ni los planetas, ni las Perseidas, etc., que son algo mayores y más brillantes que las humildes luciérnagas, de forma que ¿Cómo vamos a verlas? En fin, nosotros nos lo perdemos.  

El uso de emisiones de luz en los rituales de apareamiento de las luciérnagas es conocido e interesante; se trata de un proceso en el que son las hembras las que proyectan luz para atraer a los machos, que recorren volando los territorios buscando esa luz que indique que tienen cerca una pareja potencial. Esa luz es generada en un órgano especial, situado en la parte inferior del abdomen, siguiendo en el interior del mismo el procedimiento de oxidación que antes hemos comentado, y tras la emisión luminosa por parte de la hembra, ésta queda a la espera de noticias.

Por otra parte, si un macho quiere atraer una hembra emitirá, durante su vuelo de búsqueda de pareja, un cierto patrón de luz, de una frecuencia e intensidad dadas, que indicará a la hembra que el macho emisor es de una determinada especie, y que busca pareja de esa misma especie. A la recepción de esa señal, si ella está interesada, respondería análogamente, con el mismo patrón de intensidad de luz y de frecuencia, haciendo saber al macho que está receptiva y dándole en principio la bienvenida.

Pero los machos que acuden a esa aceptación de respuesta a su llamada pueden encontrarse con sorpresas desafortunadas, puesto que no todos los destellos de las luciérnagas son motivados por intereses románticos. De hecho, cada una de las especies de luciérnagas tiene su propio patrón de centelleo, con lo que todo debería ir bien, pero resulta que algunas hembras han aprendido a imitar los patrones de otras especies. De esta forma pueden producir y emitir señales para engañar a otros individuos, ajenos a su especie, con objeto de atraerlos para que se acerquen… con objeto de incluirlos en su menú.

 

Pero dejando aparte las aplicaciones de la bioluminiscencia en los juegos de atracción-repulsión por parte de las criaturas que disponen de esa propiedad, y fiándonos en las posibilidades que presenta ese tipo de iluminación, fría, gratuita, no contaminante yabsolutamente natural, sería un error por nuestra parte no aprovecharnos, una vez más, de los ejemplos que, como en este caso, nos ofrece la naturaleza.

Para conseguir ese aprovechamiento debemos recurrir a una nueva-vieja ciencia, la Biomimética, tan antigua como la propia humanidad. Existen varias definiciones de la Biomimética, si bien todas ellas expresan la misma idea en el fondo, que no es otra que la de que debemos observar a la naturaleza y aprender de ella.

Cuando se nos plantee un problema, sobre todo de tipo técnico, no debemos empeñarnos en encontrar la solución rebuscando entre lo que aprendimos “en los libros”, antes bien, debemos mirar alrededor, mirar a la naturaleza y buscar qué hizo ella cuando se le presentó un problema similar, observando también como la evolución ha ido optimizando la solución.

Tras ello, sólo nos queda la tarea, a veces simple y a veces enormemente compleja, de adaptar nuestro problema al suyo y adoptar su solución, de la mejor forma que seamos capaces. En ese sentido, desde hace algunos años, diversos grupos de investigación tratan de reproducir la propiedad natural de la bioluminiscencia con vistas a su posible aplicación en la siembra de plantas luminiscentes en carreteras y ciudades, lo que podría contribuir de forma sustancial al ahorro de energía en el alumbrado vial nocturno.

La idea de aprovechar como fuente de luz toda la masa arbórea de las ciudades, resulta realmente atractiva, puesto que reduciría los gastos de electricidad y al mismo tiempo las emisiones de CO2, pero su desarrollo está condicionado a que este método no suponga un daño a los árboles, ni sea más caro que el de la iluminación urbana convencional.

En 2010 el Dr. Yen-Hsun Su, del Centro de Investigaciones para la Ciencia Aplicada de la Academia China, en Taiwan, implantó nano-partículas de oro en arbustos, con lo que resultó que al ser expuestos a la luz ultravioleta se producía una luminiscencia violeta, que a su vez provocaba la emisión de luz roja por parte de la clorofila de la planta. Esta línea de investigación, conocida como Bio-LED luminiscencia, se ha basado en la tecnología LED y, una vez vistas las posibilidades, se han abierto una serie de líneas de investigación, para tratar de conseguir la optimización del rendimiento en el proceso, aumentando la captación de CO2 en el mismo, por parte de las plantas utilizadas, y sobre todo para tratar de abaratar costes.

 

Como antes decíamos, las luciérnagas producen luz mediante una reacción química entre la luciferina y la enzima luciferasa, pues bien, en experiencias de laboratorio la enzima luciferasa se ha unido a la superficie de nanotubos (los nanotubos son estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden de una millonésima de milímetro), añadiendo después la luciferina, como combustible. La energía que se libera cuando el combustible interactúa con la enzima se transfiere a los nanotubos, haciendo que brillen.

Al proceso resultante se le denomina BERT (Bioluminiscencia de Energía de Resonancia de Transferencia), o BRET de sus siglas en inglés, y puede dar lugar a la generación de luz con sistemas 20 o 30 veces más eficientes que los utilizados hasta ahora.

 Como ya explicaba en una publicación anterior titulada “Iluminación LED”, son muchas las ventajas de la iluminación LED, frente a la iluminación tradicional que se venía utilizando y que está siendo rápidamente sustituida. Pues bien, de cara al futuro la combinación de bioluminiscencia y nanotubos nos permite acariciar la idea de disponer de nanotubos brillantes que sustituyan con ventaja a las lámparas LED, con lo que habremos dado un paso importante en el acercamiento a los métodos de la naturaleza, y además habremos conseguido un interesante ahorro energético.

Adolfo Marroquín Santoña

Los comentarios están cerrados.

Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.