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Pez biofluorescente. (Foto: American Museum of Natural History)

Descubren un rico mundo de peces biofluorescentes

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Monday, January 13, 2014, 23:30 (GMT + 9)

Un equipo de investigadores dirigido por científicos del Museo Americano de Historia Natural acaba de publicar el primer informe de biofluorescencia generalizada en el árbol de la vida de los peces, en el que identifica a más de 180 especies que brillan en una amplia gama de colores y diseños.

El estudio, publicado en PLOS ONE, muestra que la biofluorescencia, un fenómeno por el cual los organismos absorben la luz, la transforman y la expulsan como un color diferente, es común y variable entre las especies de peces marinos, un hecho que indica su potencial uso en la comunicación y el apareamiento. El informe abre las puertas para el descubrimiento de nuevas proteínas fluorescentes que podrían ser utilizadas en la investigación biomédica.

"Este trabajo es el primero en examinar la amplia distribución de biofluorescencia en los peces, y abre una serie de nuevas áreas de investigación", señala el coautor principal John Sparks, curador en el Departamento de Ictiología del Museo.

A diferencia del entorno a todo color en el que habitan los humanos y otros animales terrestres, los peces viven en un mundo predominantemente azul, ya que, con la profundidad, el agua absorbe rápidamente la mayor parte del espectro de luz visible. En los últimos años, el equipo de investigación descubrió que muchos peces absorben la luz azul restante y la reemiten en verdes, rojos y naranjas neón.

"Mediante el diseño de iluminación científica que imita la luz del océano, junto con cámaras que pueden capturar la luz fluorescente de los animales, ahora podemos echar un vistazo a este universo biofluorescente oculto", explica el coautor principal David Gruber, profesor asociado de biología en Baruch College e investigador asociado en el Museo Americano de Historia Natural.

Los estudios de los investigadores sobre la biofluorescencia de los peces comenzaron con una observación casual de la fluorescencia verde de la anguila cerca de la isla Little Cayman, mientras Sparks y Gruber tomaban imágenes de la biofluorescencia de corales para una muestra de la exposición itinerante del Museo Americano de Historia Natural de "Criaturas de luz: bioluminiscencia de la naturaleza".

Para profundizar en este fenómeno, Sparks, Gruber e investigadores del Laboratorio John B. Pierce de la Universidad de Yale, la Universidad de Kansas y la Universidad de Haifa, Israel, junto con fotógrafos y videógrafos profesionales, se embarcaron en otras cuatro expediciones de alta tecnología en aguas tropicales cerca de las Exumas en las Bahamas y las Islas Salomón.

Durante las inmersiones nocturnas, el equipo estimuló la biofluorescencia en los peces con matrices de luz azul de alta intensidad ubicadas en cajas herméticas. El espectáculo de luz bajo el agua resultante es invisible para el ojo humano. Para registrar esta actividad, los investigadores utilizaron cámaras submarinas hechas especialmente con filtros amarillos, que bloquean la luz azul, y con visores amarillos que les permiten ver el resplandor biofluorescente al nadar en los arrecifes.

La expedición más reciente fue la expedición de las Islas Salomón Explore21, el primer viaje en el marco de una nueva iniciativa del Museo que apoya el trabajo de campo exploratorio, multidisciplinar y fuertemente integrado con las tecnologías emergentes.

Estas expediciones revelaron un zoológico de peces biofluorescentes -tanto de linajes cartilaginosos (por ejemplo, tiburones y rayas), como óseos (por ejemplo, anguilas y pez lagarzo)- en particular entre especies con diseños enigmáticos y bien camuflados que viven en los arrecifes de coral. Mediante la toma de imágenes y la recolección de especímenes en las aguas de la isla, y después de horas de estudios complementarios en acuarios públicos, los investigadores identificaron más de 180 especies de peces biofluorescentes, así como los patrones de emisión de cada especie entre parientes cercanos.

El equipo también observó que muchos peces biofluorescentes tienen filtros amarillos en los ojos y, cree que es posible que esto sea lo que les permite ver las visualizaciones fluorescentes, de otro modo ocultas, que se desarrollan en el agua. Aunque se necesita más investigación, este hallazgo indica que la biofluorescencia podría ser utilizada por los peces para la comunicación interespecífica mientras permanecen camuflados a los depredadores. Esta capacidad podría ser de especial importancia durante las lunas llenas, cuando se ha demostrado que los peces participan en rituales de apareamiento.

Además, la investigación reveló que la biofluorescencia de los peces es extremadamente variable, y que va desde simples anillos oculares y brillantes mucosidades verdes segregadas en la parte externa de los peces, hasta complejos diseños fluorescentes en todo el cuerpo, incluso en el interior, lo que sugiere que la capacidad de resplandor evolucionó varias veces en los peces. Estudios adicionales sobre la mecánica de este fenómeno podrían descubrir nuevas proteínas fluorescentes para su uso en biología experimental.

"El descubrimiento de una proteína verde fluorescente en una medusa hidrozoa en la década del 60 ha proporcionado una herramienta revolucionaria para los biólogos modernos, transformando el estudio de todo, desde el virus del SIDA hasta el funcionamiento del cerebro", destaca Gruber. "Este estudio sugiere que la biofluorescencia de los peces podría ser otra rica reserva de nuevas proteínas fluorescentes."
 

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