En las profundidades del mar, ciertas especies de tiburones transforman la luz azul del océano en un color verde brillante que solo otros tiburones pueden ver. Sin embargo, hasta el momento, los científicos no sabían del modo en que se producía esta biofluorescencia en dichos animales.
Ahora en el estudio titulado "Bright-green biofluorescence in sharks derives from bromo-kynurenine metabolism" y publicado recientemente en la revista iScience, los investigadores han identificado el que es el responsable del tono verde brillante de los tiburones: una familia previamente desconocida de metabolitos.
Este mecanismo de biofluorescencia no solo difiere de la forma en que brillan la mayoría de las criaturas marinas, sino que también puede desempeñar otras funciones útiles para los tiburones como ayudarlos a identificarse en el océano y luchar contra las infecciones microbianas.
"Estudiar la biofluorescencia en el océano es como una novela de misterio en constante evolución, con nuevas pistas que se brindan a medida que avanzamos en la investigación", comenta David Gruber, profesor de la Universidad de la Ciudad de Nueva York y coautor del estudio. "Tras averiguar por primera vez que estos tiburones de la familia de esciliorrínidos eran biofluorescentes, mis colaboradores y yo decidimos profundizar en su investigación. Queríamos aprender más sobre lo que esta biofluorescencia podría significar para ellos".
Lo emocionante del estudio es la descripción de una forma completamente nueva de biofluorescencia
Así Gruber, y Jason Crawford, profesor de la Universidad de Yale y también coautor del estudio, se centraron en dos especies de tiburones: Scyliorhinus retifer y Cephaloscyllium ventriosum. Notaron que la piel de los tiburones tenía dos tonos, claro y oscuro, y extrajeron químicos de los dos tipos de piel. Lo que encontraron fue un tipo de molécula fluorescente que solo estaba presente en la piel clara.
"La parte emocionante de este estudio es la descripción de una forma completamente nueva de biofluorescencia marina de los tiburones, una que se basa en metabolitos de moléculas pequeñas de triptófano-kinurenina bromados", explica Gruber.
Un nuevo mecanismo de biofluorescencia
Se sabe que estos tipos de metabolitos son fluorescentes y activan vías similares que en otros vertebrados desempeñan un papel en el sistema nervioso central y el sistema inmunitario. Sin embargo en los tiburones, las nuevas variantes fluorescentes de esta molécula explican las propiedades biofísicas de su piel más clara. Este mecanismo es diferente que en los animales del océano superior, como las medusas y los corales, que comúnmente usan proteínas fluorescentes verdes para transformar la luz azul en otros colores, prosigue Gruber.
Es un sistema completamente diferente: ellos pueden verse entre sin que otros animales puedan hacerlo
"Es un sistema completamente distinto: ellos pueden verse entre sin que otros animales puedan hacerlo. Tienen una visión completamente diferente del mundo en el que se encuentran debido a estas propiedades biofluorescentes que exhibe su piel, y que sus ojos pueden detectar, " añade Crawford. "¡Imagínese que yo fuera verde brillante, pero solo usted pudiera verme!".
Las moléculas también sirven para otros propósitos, incluso para ayudar a los tiburones a identificarse entre sí, así como para potencialmente proporcionarles protección contra infecciones microbianas, continua el investigador.
"Es interesante que estas moléculas biofluorescentes muestren propiedades antimicrobianas. Estos tiburones gato viven en el fondo del océano, pero no hemos observado ninguna incrustación biológica o crecimiento ajeno al animal en la piel del mismo, por lo que esto podría ayudar a explicar otra característica sorprendente de la piel de tiburón", añade Gruber. "Este estudio abre nuevas preguntas relacionadas con la función potencial de la biofluorescencia en la resistencia a las infecciones microbianas y la fotoprotección".
Si bien el estudio se centró en dos especies de tiburones biofluorescentes, Gruber y Crawford esperan explorar más ampliamente las propiedades bioluminiscentes y biofluorescentes de los animales marinos, lo que en última instancia puede conducir al desarrollo de nuevas técnicas de imagen.
"Si podemos aprovechar las habilidades que los animales marinos tienen para producir la luz, también podríamos generar sistemas moleculares para obtener imágenes en el laboratorio o en el campo de la medicina. La obtención de imágenes es un objetivo biomédico increíblemente importante, y este tipo de sistemas podría ayudar a impulsar esta tecnología en el futuro".
"Los tiburones son animales maravillosos que han existido por más de 400 millones de años. Los tiburones fascinan continuamente a los humanos y albergan muchos misterios y superpoderes", dice Gruber. "Este estudio resalta otro misterio más de los tiburones, y espero que esto nos inspire a aprender más sobre sus secretos y trabajar para protegerlos mejor", concluye el investigador.