La fluorescencia resultó ser una propiedad de casi todos los anfibios

Jennifer Lamb y Matthew Davis / Nature Scientific Reports, 2020

Dos científicos estadounidenses demostraron por primera vez que casi todos los anfibios conocidos tienen fluorescencia verde o amarilla cuando se iluminan con luz azul. Probablemente, esta propiedad apareciera en las primeras etapas de la evolución de los anfibios, aunque todavía no está claro cómo o por qué. El artículo fue publicado en la revista Nature Scientific Reports.

La bio-fluorescencia

La fluorescencia biológica es un fenómeno en el cual los tejidos de un organismo vivo absorben la luz de una longitud de onda específica y luego la emiten a una longitud de onda más alta, que corresponde a menos energía. Este proceso se ha notado y estudiado en muchas plantas y animales, incluyendo algas, medusas, artrópodos y peces.

Se sabe relativamente poco sobre la fluorescencia de los vertebrados terrestres, y los casos detectados se relacionan principalmente con la luz ultravioleta: se observó en algunos camaleones, loros, pingüinos, roedores y anfibios. La emisión de luz en respuesta a los rayos del espectro visible hasta ahora solo se ha encontrado en las tortugas marinas.

Se conocen varios mecanismos de fluorescencia: pigmentos, metabolitos, minerales o proteínas (un ejemplo bien conocido es la proteína verde fluorescente de las medusas, GFP, que se usa ampliamente en la investigación biológica).

Sin embargo, en la mayoría de los casos, las causas exactas de la fluorescencia siguen siendo desconocidas. Tampoco está del todo claro por qué brillan los animales. La fluorescencia ayuda a algunos organismos a comunicarse, elegir una pareja sexual, esconderse e incluso ver mejor, pero para algunos es solo una propiedad secundaria de ciertas moléculas.

La nueva investigación

Ahora, los científicos Jennifer Lamb y Matthew Davis de la Universidad Estatal de St. Cloud llamaron la atención sobre algunas pruebas de fluorescencia de anfibios y decidieron investigar el brillo en este taxón más a fondo.

Para esto, estudiaron a representantes de 8 familias de salamandras (de las 10 conocidas), cinco familias de ranas y una familia de gusanos. Los investigadores irradiaron animales con luz azul (longitud de onda 440-460 nanómetros) o ultravioleta (360-380 nanómetros) en la oscuridad y registraron fluorescencia usando un espectrómetro.

Los individuos de cada especie de anfibios estudiados brillaban de color verde o amarillo en todas las etapas del ciclo de vida (incluso las larvas acuáticas). Al absorber los rayos azules, el brillo era mayor que bajo la luz ultravioleta.

La saturación, el color y el patrón de luminiscencia variaron significativamente en diferentes animales. Algunos de ellos estaban completamente fluorescentes, alguien tenía un patrón complejo en su cuerpo. La mayoría de los anfibios brillaban de color verde, pero había tonos amarillos o incluso naranjas. Además de los pigmentos de la piel, los huesos, la orina o la mucosidad que los cubrían eran fluorescentes en algunos individuos. En dos especies, el área alrededor de la cloaca era especialmente brillante.


Fluorescencia de diferentes tipos de anfibios cuando se exponen a la luz azul.
Jennifer Lamb y Matthew Davis / Nature Scientific Reports, 2020


Espectros de fluorescencia de diferentes tipos de anfibios cuando se exponen a la luz azul. Horizontal - la longitud de onda de la luz emitida, vertical - su intensidad
Jennifer Lamb y Matthew Davis / Nature Scientific Reports, 2020

Una comparación taxonómica de las especies estudiadas mostró que la fluorescencia no es una propiedad de una rama separada de anfibios, y probablemente apareció en las primeras etapas de su evolución.


Árbol filogenético de los anfibios. Las familias cuya fluorescencia se detecta se marcan en verde, los taxones aún no estudiados para este tema se encuentran en blanco.
Jennifer Lamb y Matthew Davis / Nature Scientific Reports, 2020
 

Más preguntas

Sigue siendo un misterio sobre la causa del brillo de los anfibios, ya sea que dependa de los pigmentos de su piel, proteínas especiales o metabolitos. También se desconocen las funciones exactas de la fluorescencia, aunque los autores hacen varias suposiciones. Quizás el resplandor ayude a los animales a verse con poca luz (al anochecer) o ahuyentar a los depredadores. La fluorescencia brillante en el área de cloaca en algunas especies sugiere que este puede ser un aspecto importante al elegir una pareja sexual.

Los científicos aún no han encontrado respuestas a muchas preguntas relacionadas con la bio-fluorescencia de los anfibios, y el descubrimiento de Lamb y Davis abre grandes oportunidades para nuevas investigaciones. El conocimiento adquirido puede ser útil para estudiar la ecología de los anfibios, así como en otras áreas de la ciencia, como la biología del desarrollo o la medicina.

Además, la fluorescencia puede ayudar a observar anfibios en la naturaleza o descubrir nuevas especies, porque muchos animales pequeños, bien escondidos y nocturnos son difíciles de notar.

La fluorescencia de anfibios se descubrió por primera vez hace solo tres años, en 2017, en la rana Hypsiboas punctatus. Y en 2019, los científicos describieron un nuevo mecanismo de fluorescencia: en los tiburones felinos, las pequeñas moléculas de la familia del bromo-kinurinina son la base de este proceso.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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