Cómo producen luz las luciérnagas

Luciferina de luciérnaga

Las luciérnagas producen una reacción química en el interior de su cuerpo que les permite iluminarse. Este tipo de producción de luz se denomina bioluminiscencia. El método por el que las luciérnagas producen luz es quizá el ejemplo más conocido de bioluminiscencia. Cuando el oxígeno se combina con calcio, trifosfato de adenosina (ATP) y la sustancia química luciferina en presencia de luciferasa, una enzima bioluminiscente, se produce luz. A diferencia de una bombilla, que produce mucho calor además de luz, la luz de una luciérnaga es "luz fría" sin que se pierda mucha energía en forma de calor. Esto es necesario porque si el órgano productor de luz de una luciérnaga se calentara tanto como una bombilla, la luciérnaga no sobreviviría a la experiencia.

Las luciérnagas se iluminan por varias razones. Las larvas producen brillos cortos y son activas principalmente de noche, aunque muchas especies son subterráneas o semiacuáticas. Las luciérnagas producen esteroides defensivos en su cuerpo que las hacen desagradables a los depredadores. Las larvas utilizan su brillo como señal de advertencia para comunicar su desagrado. Cuando son adultas, muchas luciérnagas tienen patrones de destello exclusivos de su especie y los utilizan para identificar a otros miembros de su especie, así como para discriminar entre miembros del sexo opuesto. Varios estudios han demostrado que las luciérnagas hembras eligen pareja en función de las características específicas del patrón de destello de los machos. En dos especies diferentes de luciérnagas, se ha demostrado que los machos atraen más a las hembras con destellos más intensos.

¿De qué color son las luciérnagas cuando brillan?

Puede que no estés seguro de haber visto lo que crees haber visto cuando aparece la primera. Pero mira fijamente en la dirección del destello de luz y ahí está de nuevo: la primera luciérnaga de la noche. Si estás en un buen hábitat de luciérnagas, pronto habrá docenas, o incluso cientos, de estos insectos volando, emitiendo sus misteriosas señales.

Las luciérnagas -conocidas también como chinches del rayo en gran parte de Estados Unidos- no son ni moscas ni insectos. Son escarabajos de alas blandas, emparentados con los escarabajos click y otros. El aspecto más espectacular de su biología es que pueden producir luz; esta capacidad en un organismo vivo, llamada bioluminiscencia, es relativamente rara.

Soy entomólogo e investigo y enseño sobre la ecología y biología de los insectos. Recientemente, he intentado comprender la diversidad y la ecología de las luciérnagas en Carolina del Norte, mi estado natal. Las luciérnagas se encuentran por toda Norteamérica, incluidos muchos lugares del oeste, pero son más abundantes y diversas en la mitad oriental del continente, desde Florida hasta el sur de Canadá.

Reacción química de la bioluminiscencia de las luciérnagas

Los Lampyridae son una familia de escarabajos elatéridos con más de 2.000 especies descritas, muchas de las cuales emiten luz. Son escarabajos de cuerpo blando llamados comúnmente luciérnagas, chinches del rayo o luciérnagas por su llamativa producción de luz, principalmente durante el crepúsculo, para atraer a sus parejas. Se cree que la producción de luz en los Lampyridae se originó como una señal de advertencia honesta de que las larvas eran desagradables; esto fue cooptado en la evolución como una señal de apareamiento en los adultos. En una evolución posterior, las hembras de las luciérnagas del género Photuris imitan el patrón de destellos de las especies Photinus para atrapar a sus machos como presa.

Las luciérnagas viven en climas templados y tropicales. Muchas viven en marismas o en zonas húmedas y boscosas donde sus larvas tienen abundantes fuentes de alimento. Aunque todas las luciérnagas conocidas brillan cuando son larvas, sólo algunas especies producen luz en su fase adulta, y la ubicación del órgano luminoso varía entre especies y entre sexos de la misma especie. Las luciérnagas han atraído la atención humana desde la Antigüedad clásica; su presencia se ha tomado para significar una amplia variedad de condiciones en diferentes culturas y es especialmente apreciada estéticamente en Japón, donde se reservan parques para este fin específico.

¿Cómo producen luz las luciérnagas?

Mientras las luciérnagas deleitan a los niños de todo el país con sus espectáculos nocturnos, los científicos se acercan a una mejor comprensión de cómo estos insectos producen su encantador resplandor. En la revista Journal of the American Chemical Society se publican nuevas pruebas del funcionamiento químico de estos escarabajos. Sus hallazgos podrían aplicarse también a la bioluminiscencia de otros organismos.

Hace unos 60 años, los científicos descifraron a grandes rasgos la cascada de reacciones que permite a las luciérnagas producir luz. Comienza con una sustancia química llamada luciferina, que interactúa con la molécula transportadora de energía adenosín trifosfato, o ATP. El producto de esa reacción se combina con el oxígeno, que a su vez libera luz. Los pasos intermedios, sin embargo, no se han detallado del todo. Bruce R. Branchini y sus colegas querían explorar posibles mecanismos.

Los investigadores experimentaron con la enzima luciferasa, que potencia la reacción inicial entre la luciferina y el ATP, en condiciones variables. En contraste con el modelo comúnmente aceptado, los datos resultantes sugieren que la transferencia de un único electrón al oxígeno se produce durante uno de los pasos finales para estimular la producción de luz. Otros estudios sobre bioluminiscencia han apuntado al mismo mecanismo, lo que plantea la posibilidad de que sea una característica unificadora del fenómeno natural.