Imagine que el abdomen de la luciérnaga es como una caja negra de bioluminiscencia. Desde hace unos 60 años, los científicos habían identificado los ingredientes básicos que contiene esa caja; cosas como oxígeno, calcio, magnesio y un químico natural llamado luciferina.

Y obviamente, también sabían qué salía de la caja: fotones -luz- en forma de destellos amarillos, verdes, anaranjados e incluso azules que revolotean en los jardines durante las noches de verano.

Pero hasta hace poco, las reacciones químicas que producen la luz de las luciérnagas eran un misterio y para científicos como Bruce Branchini, de Connecticut College, nada es más apasionante que un buen misterio.

“La manera como enzimas y proteínas transforman la energía química en luz es un fenómeno muy básico”, explica, “y queríamos averiguar cómo se desencadenaba ese proceso bioquímico”.

Con la nueva investigación, Branchini y colegas alcanzaron su objetivo: identificaron un electrón de oxígeno adicional que es el responsable del fulgor estival de los coleópteros.

El hallazgo, publicado recientemente en Journal of the American Chemical Society, hace la descripción más detallada hasta ahora del proceso químico implicado en la bioluminiscencia de la luciérnaga.

Manzanas, naranjas y luciérnagas

Branchini y otros químicos no se conformaban con la explicación convencional sobre la manera como la luciérnaga transforma su trasero en un faro de bioluminiscencia. Porque, para empezar, no funcionaría.

En específico, porque es muy improbable que dos de los elementos mencionados –oxígeno y luciferina- reaccionen entre sí como deben hacerlo para producir luz.

La explicación científica es muy complicada, pero el investigador ofrece otra más simple: las manzanas tienden a producir reacciones químicas solo con otras manzanas, y las naranjas reaccionan químicamente nada más con otras naranjas. En otras palabras, oxígeno y luciferina son como manzanas y naranjas.

Los experimentos de Branchini revelaron que el oxígeno que interviene en el brillo de las luciérnagas tiene una forma especial llamada anión superóxido.

“El anión superóxido es una forma de oxígeno molecular que contiene un electrón adicional”, informa Branchini.

El electrón extra confiere al oxígeno propiedades tanto de la manzana metafórica como de la naranja metafórica. Esto significa que la molécula sería capaz de precipitar una reacción química con luciferina, como sospechaban los científicos.

Branchini agrega que los aniones superóxido podrían explicar la bioluminiscencia en toda la naturaleza, desde el plancton hasta los peces abisales.

Un (insecto) relámpago embotellado

“Para mí, este es el único proceso que tiene sentido, químicamente”, comenta Stephen Miller, biólogo químico de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, quien también estudia la luciferina y su uso potencial en la salud humana.

Aunque no estuvo relacionado con la investigación, Miller considera importante seguir estudiando la luciferina y la bioluminiscencia debido a sus aplicaciones potenciales en medicina.

Por ejemplo, a principios de año, Miller fue parte de un equipo que usó luciferina para detectar enzimas específicas en el cerebro de ratas vivas, algo que algún día brindará a los médicos una ventana al interior del cerebro humano.

La luciferina de las luciérnagas ya está demostrando su utilidad como herramienta en escaneos de tumores humanos y en el desarrollo de fármacos anticancerosos, informa Branchini, autor principal del estudio.

No obstante, en última instancia, “solo queríamos conocer cómo actúa en la naturaleza”, dice, “independientemente de sus aplicaciones posteriores”.

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