Por Ignacio Contreras

El océano profundo es un hábitat fascinante, fuente de inspiración para numerosas narrativas sobre lo desconocido. Desde Moby Dick hasta el Kraken, las aventuras, leyendas e historias fantásticas sobre las criaturas que habitan en el abismo abundan en la literatura.

Pero ¿qué entendemos por “océano profundo”? En general, y para el caso de este artículo, nos vamos a referir a la zona donde no alcanza a penetrar la luz solar, o es tan escasa que los organismos no pueden usarla para hacer fotosíntesis. Esta zona sin luz se denomina zona afótica y comienza a los 200 metros de profundidad aproximadamente. Dentro de la zona afótica encontramos distintas “capas”, y una de las más peculiares es la zona mesopelágica, o zona de penumbra. Esta abarca entre los 200 y 1000 m de profundidad, y se le llama así porque aún encontramos algunos vestigios de luz solar -tan solo un 1%-, provocando que quienes viven en este ambiente se encuentren en un crepúsculo permanente. ¿Quiénes viven allí? Además de, por ejemplo, el diablo de mar (el pez con una linterna luminosa que aparece en Buscando a Nemo, tratando de comerse a los protagonistas); en las profundidades marinas también encontramos tiburones… ¡tiburones que brillan en la oscuridad!

La producción de luz por parte de un organismo vivo se denomina bioluminiscencia, y esta ha sido documentada en tres familias de tiburones, todas de aguas profundas: Etmopteridae (Figura 1), Dalatiidae y, recientemente, Somniosidae. Estos tiburones son en general de tamaño pequeño (la mayoría ronda los 30-60 cm de adulto), color oscuro y ojos grandes, perfectamente adaptados a la vida en las profundidades.

Parche de roca debajo de los bosques de huiros en Cabo de Hornos, cubierto por algas calcáreas y fauna asociada © National Geographic

Los tiburones bioluminiscentes están dotados de miles de órganos muy pequeños, llamados fotóforos (Figura 2), que se encuentran en la capa más superficial de la piel y mayoritariamente en el vientre del animal. Los fotóforos son los encargados de producir y regular la emisión lumínica, y entonces ¡paf! tenemos tiburones que brillan en el abismo.

En los fotóforos encontramos cinco componentes fundamentales: 1) los fotocitos, células encargadas de producir la luz mediante una reacción química; 2) el cristalino o lente, cuya función es enfocar la luz; 3) la capa pigmentaria, que impide la dispersión de la luz y regula su emisión por medio de un iris; 4) la capa reticulada, que aparentemente actúa como un reflector; y 5) un conglomerado de dos tipos celulares, CT I y CT II, del cual su función es incierta, aunque se sugiere que le dan estabilidad al cristalino y participan en el control de la emisión lumínica.

La acción de los fotóforos en otros organismos, por ejemplo, en calamares o peces óseos, depende del control neuronal directo. En cambio, en estos tiburones involucra tanto la acción de neurotransmisores como de hormonas: el “encendido” de los fotóforos se produce gracias a las hormonas melatonina y prolactina, mientras que el “apagado”, que se produce al cerrar el iris del fotóforo (los fotocitos emiten luz constantemente), ocurre gracias a la hormona α-MSH 1 y el neurotransmisor GABA23, que en humanos es el principal inhibidor del sistema nervioso central.

Figura 2: Estructura general de un fotóforo (Etmopteridae). L = lente o cristalino; F = fotocito; CR = capa reticulada; CP = capa pigmentaria; CT I y CT II = células del tipo CT I y CT II, respectivamente. Imagen: Ignacio Contreras.

Ahora, cabe preguntarse ¿para qué brillan los tiburones en la oscuridad? Simple: camuflaje y comunicación.

Muchos organismos marinos bioluminiscentes emplean una estrategia de camuflaje conocida como contrailuminación, que consiste en emitir luz en su superficie ventral, de similares características a la luz solar residual del ambiente mesopelágico4. Esto “rompe” la silueta del organismo a contraluz si se le mira desde abajo (Figura 3), pudiendo pasar desapercibido tanto para sus presas como para sus depredadores. Por ejemplo, se ha visto que los fotóforos de Etmopterus spinax 5 producen una luz casi idéntica a la de su hábitat, con una longitud de onda de 486 nm (azul verdoso) y una intensidad de 295–8620 Mq s−1 cm−2.

Figura 3: Bioluminiscencia en tiburones. A) Etmopterus spinax fotografiado en luz natural; B) E. spinax fotografiado en una cámara oscura, nótese la luz azul emitida por los fotóforos en la superficie ventral; C) sombra de un tiburón a contraluz; D) silueta de un tiburón oculta mediante contrailuminación. Imágenes A y B: Delroisse et al. 2018. Imágenes C y D: Ignacio Contreras.

Por otro lado, se piensa que la bioluminiscencia podría tener un rol de comunicación en los etmoptéridos. En estos tiburones encontramos patrones de fotóforos, denominados fotomarcas, que son únicos para cada especie (o grupo de especies) y además presentan diferencias entre sexos –por ejemplo, los machos tienen fotomarcas en los claspers, apéndices copulatorios ausentes en hembras–; así, estos animales pueden identificarse entre sus congéneres en la oscuridad de las profundidades. Por si esto fuera poco, también se ha documentado que Etmopterus spinax, E. molleri y E. splendidus poseen conglomerados de fotóforos junto a sus espinas dorsales, como una manera de decirle a sus depredadores: “¡Oye! No me comas, tengo espinas”.

¿Y en Chile, tenemos estas especies? Partamos por aclarar que en Chile sí hay tiburones… más de 55 especies (sin contar a rayas y quimeras, que elevarían la suma a aproximadamente 100 especies de peces cartilaginosos). De estas, al menos 16 son bioluminiscentes, aunque en muchas de ellas la información que tenemos sobre su biología es bastante pobre. Uno de los representantes “chilensis” de los tiburones bioluminiscentes es el Tollo Negro (Aculeola nigra) (Figura 4), que habita entre los 110-735 m de profundidad, en la plataforma continental y el talud superior desde el norte de Perú hasta Chile Central.

Lamentablemente, sabemos poco del tollo negro. Se sabe que es una especie que no sobrepasa los 67 cm de longitud total, es vivípara aplacentaria (es decir, da luz a crías vivas que se alimentan de reservas de vitelo, en vez de placenta), y se alimenta de invertebrados (e. g. eufásidos, camarones pandálidos y cangrejos galateidos) y peces (e. g. mictófidos y Merluccius gayi, más conocida como “la pescá”). La UICN6 clasifica al tollo negro como una especie con “Datos Insuficientes” para establecer una categoría de conservación, aunque sugiere que se podría encontrar en riesgo al ser un componente importante de la fauna acompañante (bycatch) de algunas pesquerías de profundidad.

Con el fin de aportar al conocimiento de esta especie, en el Laboratorio de Zoología de Vertebrados de la Universidad de Chile, nos encontramos estudiando la organización de los fotóforos del tollo negro, para entender de qué manera este tiburón utiliza la bioluminiscencia. ¿Será igual que en otros etmoptéridos? Definitivamente aún nos queda mucho por descubrir. Así que estén atentos/as a nuestras publicaciones para averiguarlo. Los tiburones bioluminiscentes son unos animales extraordinarios, y definitivamente aún tienen muchas sorpresas que entregarnos.

Figura 4: Tollo Negro, macho adulto capturado como fauna acompañante de la pesquería artesanal de Merluza Común (Merluccius gayi gayi) en Concón. Imagen: Ignacio Contreras/Núcleo Pintarroja.

Sobre el autor

Ignacio es estudiante de Biología con mención en Medio Ambiente de la Universidad de Chile. Su interés académico es la biología y conservación de condrictios, y además es director de Núcleo Pintarroja, una plataforma de divulgación científica enfocada a los condrictios de Chile. Puedes conocer más sobre su trabajo en el Instagram @nucleopintarroja.uch

 

Referencias

Claes JM, Aksnes DL y Mallefet J. (2010). Phantom hunter of the fjords: Camouflage by counterillumination in a shark (Etmopterus spinax). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 388: 28–32.

Claes JM y Mallefet J. (2011). Control of luminescence from lantern shark (Etmopterus spinax) photophores. Communicative & Integrative Biology 4(3): 251–253.

Delroisse J, Duchatelet L, Flammang P y Mallefet J. (2018). De novo transcriptome analyses provide insights into opsin-based photoreception in the lanternshark Etmopterus spinax. PLoS ONE 13(12): e0209767.

Duchatelet L, Pinte N, Tomita T, Sato K y Mallefet J. (2019). Etmopteridae bioluminescence: dorsal pattern specificity and aposematic use. Zoological Letters 5: 9.

Renwart M, Delroisse J, Claes JM y Mallefet J. (2014). Ultrastructural organization of lantern shark (Etmopterus spinax Linnaeus, 1758) photophores. Zoomorphology 133(4): 405-416.

Straube N, Li C, Claes JM, Corrigan S y Naylor GJP. (2015). Molecular phylogeny of Squaliformes and first occurrence of bioluminescence in sharks. BMC Evolutionary Biology 15: 162.

 

 

  1. Hormona estimulante de melanocitos alfa
  2. Ácido gamma-aminobutírico
  3. También los autores (Claes y Mallefet 2011) reportan que el óxido nítrico, otro neurotransmisor, es un importante modulador en el encendido y apagado de los fotóforos
  4. Gran parte de lo que sabemos respecto a la bioluminiscencia en tiburones se lo debemos a estudios en Etmopterus spinax (o Negrito, para los amigos), por lo que no es de sorprender que se le mencione constantemente
  5. Gran parte de lo que sabemos respecto a la bioluminiscencia en tiburones se lo debemos a estudios en Etmopterus spinax (o Negrito, para los amigos), por lo que no es de sorprender que se le mencione constantemente
  6. Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza