"Viaje al centro de la Tierra": Luminiscencia

Dentro de las numerosas escenas fantásticas que presenta esta película, hay una que quizá pase desapercibida a primera vista. Me refiero al pájaro luminoso que guía al sobrino del protagonista, que es azul brillante y emite luz propia. Este último carácter es del que voy a hablar en esta entrada, la bioluminiscencia.

La luminiscencia es aquella luz provocada en condiciones en las cuales la temperatura no es elevada, como en el caso de la temperatura ambiente. La luminiscencia puede tener muchos orígenes distintos; un resumen de ellos:

• Quimioluminiscencia: originado por una reacción química.
• Triboluminiscencia: la luz resultante de un movimiento mecánico, como una fractura de un material.
• Sonolumiscencia: causada por ultrasonidos en un medio líquido.
• Fluorescencia: en la que un cuerpo emite luz visible al ser expuesto a rayos X, UV o catódicos, invisibles para el ojo humano.
• Fosforescencia: similar a la anterior, pero con un retardo entre la aplicación de la radiación y la emisión por parte del cuerpo. En el siguiente video se ve muy bien la diferencia:

La bioluminiscencia no es más que la luminiscencia producida por organismos vivos, utilizando para ello reacciones químicas, es decir, es un tipo de quimioluminiscencia.
Los marineros desde hace siglos describían extraños fenómenos en los que el mar brillaba durante la noche; en español se conocen estos fenómenos como mar de ardora y en inglés como milky seas por su aspecto lechoso. En la fotografía se puede ver uno en el Índico, cerca de Somalia. Julio Verne ya los describió en Veinte mil leguas de viaje submarino, aventurando que podrían tratarse de animales luminosos; no iba muy desencaminado, pues son producidos por bacterias luminiscentes en altas concentraciones. Hay animales que son capaces de producir estos efectos, pero los más estudiados y mejor conocidos son los que realizan simbiosis con bacterias, siendo estas últimas las verdaderas responsables del proceso.

La formación de luz en bacterias se debe a una reacción redox, e intervienen un enzima, la luciferasa, y dos sustratos, el mononucleótido de flavina (FMN) y el tetradecanal (imagen de la derecha).
El FMN es lo que se suele llamar un transportador de electrones, una molécula capaz de reducirse y ser utilizada en reacciones redox. El tetradecanal es una cadena de 14 carbonos con un aldehído en un extremo.
El enzima tiene dos centros activos, uno para el FMN y otro para el tetradecanal. La reacción ocurre en los siguientes pasos: una mólécula de FMN reducida se une a su centro activo y reacciona con una molécula de oxígeno, formando un peróxido, que permanece unido al FMN resultando inestable. El tetradecanal se une a su centro activo, enlanzándose también con el conjunto formado por el peróxido y el FMN, dando lugar a estados químicos inestables, que se resuelven con agua, ácido tetradecanoico y FMN, emitiéndose luz.
Los estados inestables provocan que un electrón se eleve un orbital, que luego al caer emite un fotón.

Curiosamente, las aves son uno de los pocos grupos que no presenta bioluminiscencia, así que el pajarillo de la película tendría que haberselas ingeniado para hacer simbiosis con bacterias.

Cambiando de tema, esta será mi última entrada de este blog para la asignatura FCF. Pero esto no termina aquí, volveré después de los exámenes, con una temática similar, aunque quizá algo más general. Hasta entonces.