La luciérnaga oriental común produce luz a través de una reacción química que energiza una molécula para que pueda liberar un fotón.
Introducción
Pocos fenómenos naturales pueden igualar la magia de las luciérnagas que destellan en la hierba alta en una noche de verano.
A medida que cae el atardecer sobre los prados cubiertos de hierba y los bordes de los bosques del este y centro de los Estados Unidos, los machos de la especie Photinus pyralis revolotean, encendiendo y apagando linternas bioluminiscentes en sus abdómenes. En el suelo, las hembras parpadean en respuesta, atrayendo a los machos para una cita reproductiva.
La estrategia
La función romántica del flash se conoce desde hace mucho tiempo. Lo que se ha descubierto más recientemente es una comprensión clara de cómo sucede exactamente. Los científicos han rastreado el rasgo hasta un conjunto de cinco moléculas ubicadas en células productoras de luz llamadas fotocitos que recubren la linterna de una luciérnaga: luciferina, luciferasa, trifosfato de adenosina (ATP), óxido nítrico (NO) y oxígeno.
Los insectos no tienen pulmones como los humanos, sino que transportan oxígeno a sus cuerpos a través de tubos llamados traqueolas. El oxígeno viaja a través de las traqueolas y entra en los fotocitos, donde se une a las mitocondrias. Normalmente, las mitocondrias utilizarían el oxígeno para liberar energía para los procesos celulares regulares. Pero cuando llega el momento de brillar, las luciérnagas envían óxido nítrico para unirse a las mitocondrias, liberando el oxígeno para alimentar el espectáculo de luces que está a punto de comenzar. El oxígeno ingresa a otra estructura celular, el peroxisoma, y ahí es donde comienza la diversión.
La parte inferior del abdomen de una luciérnaga oriental común contiene células que producen rápidos destellos de luz.
Una molécula de luciferasa contiene cubículos que utiliza para unir otras dos moléculas, creando un complejo que, cuando se combina con oxígeno, puede producir un destello de luz.
Dentro del peroxisoma, se producen reacciones bioluminiscentes utilizando luciferasa, una enzima con cubículos personalizados (llamados "sitios de unión") para luciferina y ATP. La luciferina y el ATP se meten en los sitios de unión, lo que acerca las dos moléculas lo suficiente como para que puedan combinarse para formar un complejo de luciferina-ATP.
Una molécula del oxígeno liberado luego se combina con el complejo para formar oxiluciferina, una molécula "excitada" que está ansiosa por liberar una explosión de energía. Cuando lo hace, lo libera en forma de fotón, un paquete de luz, creando el característico brillo amarillo verdoso. Otra enzima, la enzima regeneradora de luciferina, vuelve a convertir la oxiluciferina en luciferina, lista para hacer otro destello.
Este video ilustra la reacción química productora de luz que ocurre dentro del cuerpo de una luciérnaga.
Las posibilidades
Debido a que las luciérnagas producen luz sin exceso de calor, imitar sus métodos puede ayudar a allanar el camino para desarrollar fuentes de luz artificial más eficientes energéticamente. Y el mecanismo de usar la presencia de una sola molécula (en este caso, oxígeno) como un interruptor de encendido puede inspirar nuevas formas de alternar entre la luz y la oscuridad en períodos de tiempo extremadamente cortos, un efecto que podría ser útil en pantallas de visualización y otros electrónicos.
Además, debido a que necesita ATP para brillar y el ATP se encuentra en los microorganismos, la combinación de luciferina-luciferasa se ha utilizado para detectar la presencia de gérmenes en bebidas como la leche de soya y el té.
