Desentrañando el fascinante mecanismo lumínico de las luciérnagas

Las luciérnagas utilizan rápidos destellos de luz para comunicarse. Esta bioluminiscencia es un fenómeno intrigante, cuyo conocimiento bioquímico lo bastante detallado es la clave para aplicaciones como probar fármacos y saber de inmediato el resultado de su acción viendo si surge o no luz en el tejido de interés; o para vigilar la contaminación del agua basándose en una estrategia parecida. Incluso, podría ser factible desplegar a gran escala un método portentoso de iluminación nocturna basado en dotar a árboles y otras plantas de la misma capacidad bioluminiscente de las luciérnagas para que hicieran de noche un trabajo parecido al de las farolas.

Las luciérnagas emiten luz cuando una sustancia llamada luciferina se descompone. Ya se sabía que esta reacción precisa oxígeno, pero hasta ahora no estaba claro cómo lo obtenían las células emisoras de luz.

Utilizando técnicas de vanguardia para captación de imágenes, el equipo de Giorgio Margaritondo, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, Yeukuang Hwu, de la Academia Sínica, en Taiwán, y sus colegas de la Universidad Nacional Tsing Hua de Taiwán, han determinado cómo se controla la distribución de oxígeno en las luciérnagas para iluminar sus células.

El órgano productor de luz de la luciérnaga está situado en el abdomen del insecto. Se parece a una serie de tubos que van reduciéndose, al estilo de cómo las ramas de un árbol dan lugar a ramitas. La función de estos tubos es suministrar oxígeno a las células del citado órgano, el cual contiene luciferasa y puede producir luz. Sin embargo, la complejidad del órgano productor de luz de la luciérnaga ha dificultado estudiar este mecanismo en profundidad, y aún más reproducirlo para aplicaciones tecnológicas.

Esta microimagen detallada muestra canales grandes ramificándose en otros más pequeños, que suministran oxígeno para la emisión de luz de la luciérnaga. Los canales más pequeños lo son diez mil veces más que un milímetro, y por eso resultan invisibles para bastantes técnicas de captación de imágenes. (Foto: Giorgio Margaritondo / EPFL)

La situación puede cambiar a partir de ahora, gracias a los nuevos y reveladores datos reunidos en la nueva investigación. Para ello fue crucial el uso de dos técnicas sofisticadas de toma de imágenes, capaces de dar la talla ante la complejidad del órgano productor de luz de la luciérnaga, y que permitieron detallar cómo se suministra el oxígeno a las células emisoras de luz. También fue posible descender al nivel de una sola célula, permitiendo incluso a los investigadores mirar dentro de ella.

Aplicando estas técnicas en luciérnagas vivas, los científicos pudieron por primera vez ver toda la estructura en el órgano productor de luz del insecto, y realizar asimismo evaluaciones cuantitativas de la distribución del oxígeno.

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