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Darwin lo sabía, el sexo lo es todo o casi todo. El naturalista victoriano más célebre en la historia de la ciencia acuñó el concepto de selección sexual para referirse a mecanismos observados en la naturaleza como las competencias entre los machos para lograr aparearse y los criterios de selección que aplicaban las hembras para elegir pareja, pero lo hacía básicamente estudiando aquellos caracteres que vuelven más atractivo al otro: plumaje más vistoso, cornamenta más grande, colores más brillantes, entre tantas otras características que pueden darle un atractivo extra a un organismo vivo.
Probablemente Darwin ruborizó a muchas conciencias con sus estudios e incluso esto también pudo convertirse en una de las limitantes para que sus estudios pudieran navegar más hondo; sin embargo, desde la segunda mitad del siglo XX, las investigaciones sobre selección sexual han sido pieza clave en diversos trabajos de biología y ecología evolutiva en todo el mundo.
En el estudio Altas tasas de acumulación de especies en animales con exhibiciones de cortejo bioluminiscente publicado en Current Biology, los investigadores Emily Ellis y Todd Oakle, del Departamento de Ecología, Evolución y Biología Marina de la Universidad de California en Santa Bárbara (USCB), partieron de la pregunta de por qué algunos grupos tienen más especies que otros y se encontraron que el camino a esta respuesta (o parte de ella) estaba en la luz que emitían ciertos organismos. Algunos grupos de animales en los que la selección sexual incorpora los cortejos basados en la bioluminiscencia presentan mayor diversificación en sus especies.
La química del sexo
La bioluminiscencia es el proceso a través del cual los organismos producen luz resultado de una reacción bioquímica. Uno de los antecedentes más antiguos de esta capacidad de algunos seres vivos tiene sus orígenes en el siglo XV cuando se descubrió que ciertos tipos de hongos dejaban de producir su peculiar brillo cuando eran introducidos en un recipiente sin oxígeno, sin embargo fue hasta este siglo que se determinó que para que exista una reacción de bioluminiscencia, el compuesto luciferina necesita del oxígeno a nivel mitocondrial. Uno de los animales más populares por esta cualidad es la luciérnaga, pero existen muchos organismos capaces de producirlo, como el caso de bacterias, hongos, protistas unicelulares (células animales, vegetales u hongos que presentan núcleo), celentéros (gran grupo de animales metazoos, tales como: actinias, hidras, corales, medusas, anémonas y pólipos), gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, equinodermos y peces.
Esta característica ha sido aprovechada por las especies para diferentes funciones, como atraer presas, iluminar los fondos abisales del mar e incluso para confundir a un depredador; sin embargo su característica más importante en el terreno de la biodiversidad es su empleo como medio de comunicación en los rituales de cortejo.
En el estudio se señala que uno de los grandes misterios de la biología evolutiva es el por qué linajes estrechamente relacionados acumulan especies a diferentes velocidades en la historia de su evolución. La teoría es que las poblaciones sometidas a fuerte selección sexual se diferenciarán más rápidamente debido a la mayor posibilidad de aislamiento genético. Los investigadores analizaron diversos grupos de insectos, crustáceos, gusanos anélidos y peces que utilizan la bioluminiscencia para “seducir”.
Aunque todavía se requieren más investigaciones para poder saber con certeza cuál es el efecto de esto en la escala de la macroevolución y en las tasas de extinción, una de las virtudes del estudio es mostrar la gran diversidad de vida bioluminiscente y los ritos de la naturaleza ligados a ella.
Aunque hay varios métodos para que los organismos sean capaces de generar luz, el método por el cual las luciérnagas la producen es quizás el ejemplo mejor conocido de bioluminiscencia.
Un estudio del Departamento de Entomología y nematología de la Universidad de Florida explica puntualmente el cóctel químico que produce la reacción luminosa en estos insectos: cuando el oxígeno se combina con el calcio, adenosina trifosfato (ATP) y el luciferin en presencia de la luciferasa, se produce una enzima bioluminiscente, pero a diferencia de la luz que desprende un foco, esta luz es fría. Este insecto es capaz de controlar el principio y el final de la reacción química, sumando oxígeno a través de las células interiores a su órgano luminoso en la parte baja de su cuerpo.
Nuevas investigaciones han incorporado un nuevo elemento importante en esta reacción: el óxido nítrico, por cierto el mismo gas que se produce al ingerir el fármaco Viagra. Este elemento juega un papel fundamental en la modulación de los brillos lanzados por el animal.
Todas las luciérnagas en estado larva siguen brillando como advertencia a posibles depredadores. Se piensa que este mecanismo evolucionó de ser sólo un arma de defensa a un llamado de apareamiento que ayudó a la biodiversidad de la especie.
El patrón de vuelo con las respectivas secuencias de destellos de luz son particulares de cada especie, algo que las ayuda a identificarse. Una hembra puede iniciar “diálogos” a través de los impulsos luminosos con hasta diez machos, pero al final sólo uno será el elegido para la reproducción. Después de los destellos amorosos, los intereses cambian. Investigadores de la Universidad Tufts en Boston, encontraron que las hembras prefieren a los machos con el mejor regalo que ofrecer. ¿Qué se le puede regalar a una luciérnaga? Tal parece que la respuesta está en un paquete generoso en semen y nutrientes; el que muestre el regalo más atractivo será el vencedor.
Los iluminados
Pero las luciérnagas no son las únicas en utilizar la luz. Alrededor de 50 de las 540 especies de tiburones que existen son capaces de producir luz. Ya navegando en terrenos marinos, también se considera que alrededor del 90% de las especies animales de la porción media y abisal del océano emiten algún tipo de bioluminiscencia. Esta característica ha sido aprovechada para diferentes funciones, como atraer presas, iluminar los fondos más profundos del mar e incluso, confundir a un depredador.
Diversas variedades de calamares tienen fotóforos, u órganos emisores de luz, en la parte inferior de sus cuerpos que les permiten cambiar incluso la brillante coloración con que se refleja su organismo. Los científicos suponen que la principal utilidad de esta propiedad es el camuflaje, de tal forma que el animal pueda prácticamente desaparecer de la vista de los depredadores.
Otro habitante de las profundidades marinas es el rape, un pez de aspecto monstruoso que se encuentra a profundidades de mil 500 metros. Este pez posee una extensión dorsal que sobresale de su cabeza y tiene un órgano bioluminiscente (producto de la simbiosis con bacterias) como una pequeña linterna que se ilumina de color azul o verde y sirve para atraer a sus presas.
El mecanismo de reproducción de este animal ha evolucionado de una forma muy curiosa. El macho, que es notablemente más pequeño que la hembra detecta las feromonas de la hembra y ya nunca se despega de ella. Se aferra a ella hasta con los dientes, literalmente, pues se acopla con sus afilados dientes hasta fundirse en ella (sin metáfora poética de por medio). El macho se integra al organismo de la hembra a nivel de vasos sanguíneos e incluso pierde los ojos y los órganos internos en el proceso, menos los testículos, los encargados de proveer el semen que ella necesita. Así, las hembras rape pueden llevar varios machos parásitos en su cuerpo.
Pero también en el mar hay historias de amor menos drásticas y también nadando a menos profundidad. El llamado bagre sapo luminoso es una especie de pez en la familia Heptapteridae, endémico de la región central de Argentina y sudeste de Brasil, que utiliza la bioluminiscencia con fines reproductivos, de hecho su ritual de cortejo es muy parecido al de las luciérnagas. Los machos rondan a las hembras emitiendo brillos de difentes intensidades y esperando para copular en un refugio entre las rocas. Los organismos bioluminiscentes son un objetivo para muchas áreas de investigación, como el campo de la ingeniería genética.
No sólo de amor se vive.
