Por fin empezamos a entender cómo consiguen las luciérnagas su brillo

Cada verano, las luciérnagas toman el cielo nocturno en un espectáculo de bioluminiscencia de otro mundo, emanando tonos eléctricos de verde, amarillo, naranja e incluso azul. La ciencia conoce más de 2000 especies de luciérnagas, cada una con su propio patrón de destellos luminosos y órganos luminosos de formas diferentes.

Pero, ¿te has preguntado alguna vez cómo hacen lo que hacen estos insectos luminosos? Los científicos sí, y ahora han descubierto dos genes clave que lo hacen posible.

"Hay dos joyas de la corona en el estudio de las luciérnagas", afirma Xinhua Fu, bióloga de la Universidad Agrícola de Huazhong (China), en un correo electrónico.

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La primera es cómo las larvas de luciérnaga, o luciérnagas, desarrollan rápidamente sus órganos luminosos en una estructura física completamente diferente cuando son adultas. La otra es cómo los adultos pueden controlar estos órganos (llamados linternas) con tanta precisión, por ejemplo, encendiéndolos y apagándolos en patrones parecidos al código Morse cuando una pareja seductora está cerca.

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En un nuevo estudio publicado esta semana en Nature Communications, Fu y su coautor, Xinlei Zhu, descifraron el genoma de la luciérnaga acuática Aquatica leii, que se encuentra en los arrozales de China.

De este modo, localizó dos genes clave responsables de la formación, activación y posicionamiento del órgano luminoso de esta luciérnaga: Alabd-B y AlUnc-4. Fue una sorpresa, ya que estos genes, de los que ya se sabía que contribuían al desarrollo de las luciérnagas, nunca se habían relacionado con la bioluminiscencia.

El hallazgo, según Fu, podría ayudar a los científicos a comprender por fin cómo estos escarabajos desarrollaron la capacidad de iluminarse como fuegos artificiales.

También es un trabajo crucial, afirma Fu, ya que las luciérnagas están en caída libre en todo el mundo. Dieciocho especies corren peligro de extinción en Estados Unidos y muchas más en todo el mundo, debido a la contaminación lumínica, el uso de pesticidas, la pérdida de hábitat y otros factores.

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El secreto del destello de la luciérnaga

Resulta que la luciérnaga protagonista del nuevo estudio es una especie muy apreciada por Fu: fue él quien descubrió la especie, y lleva estudiándola desde el año 2000, llegando incluso a crear una colonia cautiva en el laboratorio que produce hasta 600 000 luciérnagas al año. Esta población le permitió intensificar el estudio de la ventana de tiempo exacta de 24 horas justo después de que se forme la pupa, que es cuando se desarrollan sus órganos luminosos adultos.

En su reciente experimento, Fu y Zhu empezaron a modificar el genoma de estos insectos para ver qué efecto tenía desactivar o anular determinados genes. Descubrieron que durante la pupación, la luciérnaga activa sus genes Alabd-B y AlUnc-4, que hacen que la linterna adulta se desarrolle en la posición adecuada dentro del abdomen.

Jing-Ke Weng, bioquímico y director del Instituto para la Interfaz Planta-Humano de la Universidad Northeastern de Boston (Estados Unidos), calificó el nuevo estudio de "impresionante" por su uso de herramientas y análisis genómicos avanzados.

Además, Weng, que no participó en la investigación, afirma que sienta las bases para comprender cómo el ancestro común de las luciérnagas cooptó estos dos genes para producir luz.

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Sin embargo, aún quedan muchos retos por delante para ampliar la investigación evolutiva. Por un lado, debido en parte a su complejo cortejo, criar luciérnagas es mucho más difícil que criar ratones, moscas de la fruta u otros animales de estudio comunes.

Además, el estudio se limita a los machos de una especie, A. leii, lo que significa que esta vía sigue relativamente inexplorada en la mitad de la población, las hembras. Fu planea rectificar esta situación en un estudio posterior.