¿Cuáles fueron los primeros animales que aprendieron a brillar?

Desde las luciérnagas a los gusanos luminosos, pasando por las algas y los calamares, una deslumbrante variedad de organismos puede realizar un acto de magia: generar su propia luz mediante un proceso conocido como bioluminiscencia. Y no es sólo una maravilla estética. Ha evolucionado de forma independiente al menos 100 veces en la naturaleza y tiene docenas de usos diversos, desde atraer a las presas hasta asustar a los depredadores o  hacerle un guiño a una posible pareja.

Pero, ¿cuándo desarrolló la vida por primera vez la capacidad de brillar en la oscuridad? Durante décadas, la comunidad científica pensó que el ejemplo más antiguo de bioluminiscencia animal se encontraba en un diminuto crustáceo marino conocido como ostrácodo, que vivió hace 267 millones de años y podía iluminarse a sí mismo. Pero un nuevo estudio, publicado esta semana en Proceedings of the Royal Society B, ha situado el inicio de la bioluminiscencia mucho, mucho más atrás.

Mediante el estudio de un grupo de criaturas de aguas profundas llamados octocorales, a menudo bioluminiscentes, los científicos han llegado a la conclusión de que compartieron un antepasado primigenio portador de luz que vivió hace 540 millones de años. Esta criatura habría aparecido durante la Explosión Cámbrica, un periodo de la historia de la Tierra de actividad evolutiva aparentemente sobrealimentada en el que aparecieron por primera vez muchos de los principales grupos de animales que conocemos hoy.

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"Fue una sorpresa muy emocionante y agradable", afirma Danielle DeLeo, bióloga de las profundidades marinas de la Universidad Internacional de Florida (Estados Unidos) y autora principal del estudio.

"La bioluminiscencia, y la señalización luminosa en general, podría ser una de las formas de comunicación más antiguas de las que tenemos constancia, que no era lo que esperábamos en un principio".

En otras palabras, los mares y océanos del mundo suelen ser lugares oscuros. Pero casi desde que existen animales complejos, también ha habido luces parpadeando en la oscuridad.

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Trampas, balizas y claxons

La bioluminiscencia es una reacción química de luz fría que requiere la presencia de luciferina, un compuesto que produce luz. Algunas formas de vida producen luciferina por sí mismas, mientras que otras la absorben de organismos simbióticos o la ingieren. Algunos animales incluso alojan cómodamente en su cuerpo bacterias o algas que contienen luciferina. Pero independientemente de cómo se obtenga la luciferina, ésta se combina después con un catalizador (comúnmente la luciferasa) para generar luminiscencia, y se emiten diferentes tonalidades dependiendo de cómo estén dispuestas las moléculas de luciferina.

Aunque la bioluminiscencia está presente en diversas formas de vida terrestre, el océano es, con diferencia, el lugar donde más fuegos artificiales biológicos se pueden encontrar: tres cuartas partes de los animales marinos son capaces de iluminarse de alguna manera, y su creatividad casi no tiene límites.

"Es tan diverso y variable", afirma DeLeo. En algunos casos, la bioluminiscencia puede anunciar la búsqueda de una pareja. Los depredadores con estómagos ruidosos pueden utilizar el proceso para cegar y aturdir a su cena, o atraer a una presa crédula hacia sus fauces, o actuar como reflector para espiar un tentempié nadando.

La bioluminiscencia también se utiliza con fines defensivos, como el camuflaje (por ejemplo, haciendo brillar el vientre de un animal para que se confunda con las olas iridiscentes de la superficie del mar) o como señuelo (desprendiendo una parte luminosa del cuerpo para distraer a un depredador voraz).

Algunos crustáceos de aguas profundas emplean incluso un método de protección extravagantemente gutural. "Tienen un vómito bioluminiscente que expulsan cuando se asustan", explica DeLeo.

Los octocorales también pueden brillar en la oscuridad. Aunque superficialmente se parecen a las colonias de pólipos pétreos que forman los arrecifes de coral que muchos conocen, estos animales serpenteantes tienen una estructura blanda, además de algunas otras peculiaridades morfológicas.

Y la finalidad de su bioluminiscencia es objeto de debate. Aunque estos inmóviles habitantes de las profundidades a veces utilizan su luz para atraer a sabrosos invertebrados que complementen su dieta, brillan sobre todo cuando se les empuja, quizá para asustar a un depredador hambriento.

"Es lo que llamamos la hipótesis de la alarma antirrobo", explica Jon Copley, ecólogo marino de la Universidad de Southampton (Reino Unido) que no participó en el nuevo trabajo. "La bioluminiscencia se utiliza para causar conmoción, una que atraiga la atención de los depredadores potenciales del depredador".

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Un tiempo brillante y antiguo

Dejando a un lado los debates sobre su finalidad, DeLeo y sus colegas querían utilizar los octocorales para intentar algo ambicioso: encontrar el antepasado más antiguo que pudiera emitir bioluminiscencia.

Un reciente y detallado árbol evolutivo de octocorales que utiliza datos genéticos de casi 200 especies les dio esa oportunidad. En primer lugar, colocaron fósiles adicionales de octocorales con edades conocidas en ese árbol para esclarecer mejor cómo están relacionados los distintos linajes. También trazaron un mapa de las ramas del árbol que presentaban especies bioluminiscentes vivas. A continuación, utilizaron análisis estadísticos para calcular la probabilidad de que varios antepasados fueran bioluminiscentes.

Finalmente, el equipo rebobinó el reloj 540 millones de años, hasta la época del antepasado común de los octocorales, una criatura que casi con toda seguridad era capaz de autoiluminarse.

"Pensábamos que era muy probable que la edad del antepasado común más reciente fuera de cientos de millones de años. ¡Lo que no esperábamos es que fueran tantos!", explica DeLeo.

Que la bioluminiscencia pueda remontarse a la Explosión Cámbrica es un hallazgo elegante. "Es el momento en que supimos que los ojos estaban despegando", dice Copley, refiriéndose a los animales que desarrollaron la capacidad de detectar la luz. Tiene sentido que la bioluminiscencia surgiera en la misma época. "No creo que sea una coincidencia en absoluto".

Pero ese resplandor primigenio probablemente no se utilizó con el propósito actual de alarma antirrobo. "Creemos que esta producción de luz era más bien un subproducto secundario", dice DeLeo, un brillo inadvertido desencadenado por otra reacción bioquímica. Pero con el tiempo, las reacciones bioluminiscentes "se mantuvieron porque empezaron a cumplir esta función realmente importante de comunicación, o señalización luminosa".

Es posible que los orígenes de la bioluminiscencia se remonten incluso más atrás que el Cámbrico. Tal vez, debido a la escasez de fósiles anteriores a este periodo, los científicos nunca lleguen a averiguar de forma concluyente cuándo apareció por primera vez esta luz submarina de las estrellas. Pero gracias a esa ignición inicial, una cornucopia de formas de vida actuales puede iluminar su entorno, lo que brinda a los investigadores innumerables oportunidades de estudiar esta extraordinaria capacidad.

"Queda mucho por descubrir", afirma DeLeo.