Apagar la lámpara del dormitorio entrada la noche y ver cómo se desvanece la pantalla del móvil deja la estancia sumida en una oscuridad total. Al ser humano le resulta difícil caminar a tientas en una habitación a oscuras. Sin embargo, a miles de metros bajo la superficie oceánica, donde la luz del sol jamás ha penetrado en millones de años, el entorno nunca ha estado completamente apagado.
Durante décadas se pensó que únicamente medusas, calamares o peces abisales con apéndices luminosos podían romper las tinieblas de las profundidades. Pero en las fosas marinas frente a la costa oriental de Australia, un equipo de científicos capturó ejemplares de arañas de mar gigantes capaces de emitir una deslumbrante luz azul.
El hallazgo rompe con los esquemas tradicionales de la biología marina. Las arañas de mar pertenecen al filo de los artrópodos (Arthropoda, el grupo de animales segmentados provistos de exoesqueleto que abarca a camarones, cangrejos y arañas terrestres). A pesar de carecer de órganos luminosos especializados, son capaces de teñir sus ocho largas patas de un intenso azul gracias a las presas que ingieren.
25.000 ejemplares extraídos a 5.000 metros de profundidad
En 2017, el buque oceanográfico australiano RV Investigator llevó a cabo una campaña científica frente al litoral suroriental del país. Los investigadores arrojaron redes de arrastre de fondo hacia las simas marinas, sondeando el lodo y los sedimentos a cerca de 5.000 metros de profundidad.
Una profundidad de 5.000 metros equivale a colocar doce torres Eiffel una encima de otra hacia el fondo de la tierra. A partir de los 200 metros bajo el agua, la radiación solar se extingue por completo. A 5.000 metros tan solo imperan la presión aplastante y una noche eterna.
Jérôme Mallefet, biólogo marino de la Universidad Católica de Lovaina (UCLouvain) en Bélgica, participó en la expedición. En el interior del barco habilitó una cámara oscura improvisada a 6 °C de temperatura. En medio del frío gélido y la penumbra, examinó una por una las 25.000 muestras biológicas izadas a cubierta.
Entre la ingente cantidad de capturas abisales, dos especies de arañas de mar gigantes llamaron poderosamente su atención: Colossendeis tasmanica y Colossendeis minor (C. minor).
Figura: Un cuerpo del tamaño de un dedo con patas de hasta 25 centímetros. Fuente: Science News, fotografía de Jérôme Mallefet.
Un cuerpo del tamaño de un dedo y patas de 25 centímetros que brillan en azul
La especie Colossendeis tasmanica presenta una anatomía singular. Su tronco apenas alcanza el tamaño de un dedo humano, pero la envergadura de sus ocho patas se extiende hasta los 25 centímetros.
Una longitud de pata de 25 centímetros equivale aproximadamente a la distancia entre el codo y la palma de la mano de un adulto. Debido a lo reducido de su torso, las arañas de mar albergan sus órganos internos y su aparato reproductor directamente dentro de sus patas huecas.
Cuando Mallefet rozó con delicadeza a la araña en la cámara oscura, sus extremidades respondieron al instante emitiendo destellos de una tenue luz azul. Al aplicar unas gotas de cloruro de potasio (KCl, un compuesto salino capaz de excitar las células bioluminiscentes), las ocho patas mantuvieron una emisión luminosa constante durante 10 minutos.
Las mediciones instrumentales revelaron que esta emisión azul alcanza su pico en una longitud de onda de 449 nanómetros (nm). La luz en torno a los 450 nanómetros es precisamente la que penetra a mayor distancia en el agua marina. La intensidad del brillo era máxima en el extremo de las patas y menguaba gradualmente hacia el cuerpo.
Figura: Registros experimentales de las arañas de mar luminiscentes. Fuente: Artículo de Deep Sea Research Part I, Mallefet et al.
Sin órganos lumínicos propios: luz tomada en préstamo al devorar anémonas
La gran mayoría de los organismos marinos bioluminiscentes generan luz mediante reacciones bioquímicas endógenas: sintetizan en sus tejidos luciferina y la enzima luciferasa, cuya reacción en presencia de oxígeno produce luz.
Sin embargo, las pruebas experimentales demostraron que los tejidos de las arañas de mar no reaccionaban ante la luciferina. Su mecanismo correspondía, en cambio, a un sistema de fotoproteínas dependientes de calcio (un proceso de bioluminiscencia que requiere iones de calcio para desencadenar el destello).
Los cortes histológicos bajo el microscopio desvelaron el secreto. Las células luminiscentes se concentran en torno a los ciegos intestinales (divertículos gástricos) que recorren el interior de las patas, íntimamente ligadas al tejido digestivo.
A partir de estas observaciones, Mallefet dedujo que las arañas de mar no desarrollaron glándulas luminosas independientes a lo largo de su evolución. En su lugar, se alimentan de anémonas marinas bioluminiscentes y otras presas del fondo, almacenan las sustancias luminiscentes en su tracto digestivo dentro de las patas y, de este modo, toman prestada la luz de su propia comida.
El 76 % de la fauna abisal emite luz: incluso los artrópodos más básicos iluminan la oscuridad
La historia del brillo biológico en la Tierra es sumamente antigua y se remonta a 540 millones de años atrás, durante la explosión cámbrica, cuando la fauna marina comenzó a desarrollar corazas duras.
Las exploraciones oceanográficas contemporáneas calculan que aproximadamente el 76 % de los animales abisales posee capacidad de emitir luz. Esa proporción implica que tres de cada cuatro moradores de las profundidades portan su propia linterna biológica.
Los artrópodos han sido considerados tradicionalmente un modelo morfológico básico y conservador en los ecosistemas de los fondos marinos. Debido a su rígido exoesqueleto, los especialistas asumían que carecían del margen evolutivo necesario para desarrollar órganos fotógenos especializados.
La confirmación de la bioluminiscencia en las arañas de mar desmorona este paradigma. La presencia de la luz viva en las profundidades abisales es mucho más ubicua de lo que describían los tratados científicos. Incluso sin órganos emisores propios, los seres vivos pueden adquirir la capacidad de iluminar la noche abisal a través de la cadena trófica.
Además de la bioluminiscencia, los investigadores descubrieron que tres especies de arañas de mar emitían fluorescencia verde al ser iluminadas con luz ultravioleta y azul (el fenómeno físico mediante el cual un organismo absorbe radiación de alta energía y la reemite en longitudes de onda de menor energía). Esta fluorescencia podría desempeñar funciones de cortejo, atracción de presas o advertencia frente a depredadores.
Un apunte poético de hace un siglo confirmado por fotografías de laboratorio
Hace más de un siglo, los diarios de las primeras expediciones oceánicas a grandes profundidades recogieron una anotación singular: «La criatura, al yacer sobre su dorso, brillaba como una estrella, con todas sus patas iluminadas a lo largo de la superficie ventral con un extraño resplandor azul».
A falta de métodos de conservación adecuados y de tecnología fotográfica en aquella época, dicha observación fue tachada durante más de cien años de licencia poética y exageración.
Los experimentos de Mallefet en la cámara oscura a 6 °C y la fotografía de alta sensibilidad han aportado por fin pruebas científicas concluyentes y fotografías en alta resolución.
El hallazgo de que las arañas de mar abisales brillan demuestra que la bioluminiscencia oceánica está infinitamente más extendida de lo que dictaba la doctrina académica. El dispositivo luminoso puede proceder de la comida digerida, permitiendo que incluso artrópodos de diseño corporal elemental utilicen a sus presas para iluminar el lecho del océano.
Enlaces de referencia:
- Reportaje de Science News
- Artículo de Deep Sea Research Part I
