La bioluminiscencia en el Océano.

La bioluminiscencia en el Océano:

Orígenes del biológico, químico,

y la diversidad ecológica

E. A. Widder

Desde las bacterias hasta los peces, una notable variedad de vida marina depende de bioluminiscencia (el producto químico

generación de luz) para encontrar comida, atraer a la pareja, y evadir los depredadores. bioquímica dispares

sistemas y diversos patrones de distribución filogenética de los organismos emisores de luz ponen de manifiesto la

beneficios ecológicos de la bioluminiscencia, con análisis bioquímicos y genéticos que proporciona nueva

conocimientos sobre los mecanismos de su evolución. Los orígenes y funciones de algunos bioluminiscente

sistemas, sin embargo, siguen siendo oscuras. A continuación, se revisan los últimos avances en la comprensión de bioluminiscencia

en el océano y poner de relieve los esfuerzos de investigación futuras que unirán a los detalles moleculares con ecológica

y las relaciones evolutivas.

La gran mayoría de orga- bioluminiscente

nismos residen en el océano; de los más de

700 géneros conocidos para contener luminosa

especies, alrededor del 80% son marinas (1). Estos ocupan una

amplia gama de hábitats, desde zonas polares a tropical

y de las aguas de superficie para el fondo del mar (2). los

importancia ecológica de la bioluminiscencia en el

océano se manifiesta en el dominio de emisores de luz

en aguas abiertas; peces luminiscentes (por ejemplo, mycophids

y pez hacha) y crustáceos (por ejemplo, copépodos,

krill, y decápodos) dominan en términos de biomasa,

mientras que las bacterias y dinoflagelados dominan en

términos de abundancia (3, 4). Su importancia es también evidente

en el gran número de organismos que retienen

ojos funcionales para detectar la bioluminiscencia a profundidades

donde la luz solar no penetra y en el re-

grado notable de la diversidad y evolución

convergencia entre los organismos emisores de luz (4).

especies bioluminiscentes se encuentran en la mayoría de

la mayoría de especies marinas desde las bacterias hasta los peces. Como

un filo, medusas peine tiene la más alta proporción

ción de especies bioluminiscentes, mientras que otro

phyla tales como diatomeas y gusanos de flecha tener

ninguno o pocos representantes luminiscentes (2, 4).

Rivalizando con su distribución diversa es su impresión de

siva gama de colores, intensidades y cinética. Measure

medicio- de espectros de emisión bioluminiscente tienen

reveló una paleta de arco iris de colores que se extienden

en el rango visible completo (Fig. 1) (5-8). Porque

más bioluminiscencia ha evolucionado a la intemperie

océano, la mayoría de los espectros de emisión son de color azul, centradas

en la longitud de onda que viaja a través de más lejano

agua de mar (Lmax ~ 475 nm) (4). El verde es el siguiente

la mayoría de color común y se encuentra más a menudo en

bentónicos y especies costeras poco profundas, posiblemente

porque el aumento de la turbidez de las partículas en el

agua dispersa la luz azul y favorece la transmisión

sión de longitudes de onda más largas (6, 9). Violeta, amarillo,

naranja y rojo se producen sólo en raras ocasiones, y en la mayoría de estos casos, sus funciones y las químicas permanecen

oscura (1, 5-8).

flujos de fotones abarcan al menos nueve órdenes de mag-

finitud, de alrededor de 103 fotones por segundo para una

sola bacteria bioluminiscente a más de 1.012

fotones por segundo por si hay krill y peces (10-12).

cinética de emisión van desde el brillo persistente

de bacterias bioluminiscentes a los flashes lo más breve

43 ms de órganos luminosos peces linterna (10). luminancia

NESCent productos químicos pueden ser liberados directamente en

el agua o retenido dentro de las células llamadas foto-

citos. La distribución angular y la banda de ondas

de la luz emitida por photocytes puede ser ajustado

a través de los músculos y composición óptica compleja

componentes que reflejan, refractan, o filtran la luz, en

cuyo caso los photocytes y estructura accesorio

turas son llamados fotóforos u órganos de luz. Emitir-

tros también pueden producir patrones espaciales de luz

se muestra sobre la superficie de su cuerpo o por

natación patrones durante la emisión de luz (4). Todas

de estos parámetros llevar información a los ojos

de posibles depredadores, presas, o miembros de la

misma especie.

La comprensión de qué función bioluminiscencia

sirve en un organismo particular, da una idea

en lo que las presiones de selección impuestas por el

medio ambiente y por la competencia intergrupal puede

han favorecido la evolución de la bioluminiscencia

en un grupo sobre otro. Amplia diversidad entre

emisores de luz químicas ha confundido a largo

los esfuerzos para rastrear los orígenes evolutivos. A continuación, se revisan

nuevas pruebas se centró en función celular alternativo

las moléculas de emisores de luz y genómico

análisis de emisores de luz que ilumina más

los orígenes evolutivos de la bioluminiscencia.

Cuáles son las funciones de la bioluminiscencia?

Las numerosas funciones de bioluminiscencia reflejan la

naturaleza única del entorno visual en el cual

que han evolucionado. El mar abierto es un mundo

sin ocultar lugares, donde la luz del sol filtrado

hacia abajo a través del agua clara disminuye aproxi-

madamente 10 veces por cada 75 m de decente, hasta que toda la luz visible desaparece por debajo de 1000 m (12). Debajo

la luz del sol o de la luna, el campo de luz es tenue, azul,

y altamente direccional. Con el fin de ocultar, muchos

animales migran verticalmente hacia abajo en la oscuridad

profundidades durante el día y sólo incursión en la comida-

las aguas superficiales ricas amparo de la oscuridad (4).

Esto da lugar a lo que algunos consideran el más

patrón masiva migración de animales en el planeta

(12). Como consecuencia de esta migración, la mayoría

habitantes del mar abierto viven sus vidas a la luz tenue

o en la oscuridad, donde la bioluminiscencia puede ayudar

la supervivencia del animal en por lo menos tres formas fundamentales: (i)

Puede servir como una ayuda en la localización de los alimentos, ya sea por

los medios de faros integrados o por el uso de

señuelos brillantes. (Ii) Puede ser utilizado para atraer a un compañero

por medio del específico de la especie espacial o temporal

patrones de emisión de luz. (Iii) Puede funcionar como una

defensa contra los depredadores (4). El último es, probablemente,

el uso más común y toma muchas formas. Algunos

animales, incluyendo los crustáceos, calamares, medusas,

y el pescado, liberar sus productos químicos que emiten luz en

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