Bioóptica

Los seres vivos utilizan la luz de diversas formas, además de la energía y la visión. La bioluminiscencia es la emisión de luz producida por organismos tan diversos como bacterias, hongos, almejas, gusanos, peces e insectos. La energía emitida en forma de luz de estos seres vivos, es en realidad un efecto de quimioluminiscencia; cuyos reactivos son generados por el propio animal, como en el caso de las luciérnagas y algunos peces como el pez linterna o la tinta luminosa emitida por el calamar azul. Se dice que, en las profundidades del mar en donde el sol no penetra; existen seres vivos que producen luz de origen biológico. Algunos de estos efectos luminosos son aprovechados para ver, comunicarse o confundir a sus predadores. Volviendo al caso de las luciérnagas, estas han sido ya muy estudiadas y se conoce además al “gen,” que les permite producir luz. Incluso este gen ha sido transferido a algunas plantas; las cuales generan la misma emisión cuando se les suministra el componente químico activo; el cual es llamado luciferina. Un punto interesante en la forma de emisión en la luciérnaga es que la luz generada por este espécimen es fría. Esto significa que no existe emisión de calor en el proceso, lo que implica un nivel de eficiencia muy alta; no existiendo aun ningún laboratorio en el mundo que haya conseguido esta alta eficiencia.

Por otra parte, como es bien sabido las plantas en general dependen de la cantidad de luz que pueden absorber, permitiendo con ello realizar la fotosíntesis. Los ciclos de crecimiento, floración y muerte de los vegetales se adaptan a los niveles luminosos, y a la duración del día detectada por un pigmento llamado fitocromo. Este pigmento es sensible a la luz roja en alrededor de los 660 y de los 730 nanómetros. Siendo un nanómetro una medida de longitud equivalente a la mil millonésima parte de un metro. Lo interesante de esto es que, las plantas disponen de mecanismos que les permiten distinguir entre ambas bandas, lo que les ayuda a determinar si es de día o en que época del año nos encontramos.

Un tercer caso interesante lo generan las serpientes las cuales poseen sensores de infrarrojo alojados en los dos orificios que se sitúan en la parte frontal de su cabeza. Estas muestran especial sensibilidad al infrarrojo lejano que radian los animales sobretodo de sangre caliente como ratones y otros roedores. Se sabe que estos reptiles son capaces de percibir su entorno en forma estereoscópica a la luz de fuentes de calor. Adicionalmente, son capaces mediante un sistema de visión de comparar imágenes de infrarrojo con imágenes en el visible permitiéndoles extraer mayor información de su entorno.

Todos hemos visto que algunos insectos dan vueltas en torno de algunas fuentes de luz como lámparas o faroles, este comportamiento es llamado fototropismo y consiste en orientarse en dirección de la fuente de luz. Esto se debe básicamente a esa atracción que tienen estas especies por la luz ultravioleta. El fototropismo positivo es la causa de que las plantas crezcan siguiendo al sol. Algunos casos típicos son los girasoles que precisamente siguen la trayectoria del sol durante el día.

En la Universidad Politécnica de Tulancingo se imparte la Maestría en Computación Óptica en la cual podrás adentrarte más a estos temas como el de la Bioóptica y darle una aplicación práctica.

Algunas páginas Web interesantes sobre el tema pueden ser revisadas, como la que mostramos a continuación:

http://www.osa-opn.org/home/newsroom/2014/july/mantis_shrimp_use_biological_sunscreen”_for_uv_vis/#.U7y77BYspow

Dr. Alfonso Padilla Vivanco

Director Investigación y Posgrado