El arrecife bajo una nueva luz
Por Lynn Miner
Buceo nocturno fluorescente
Distintas
especies de vida marina manifiestan la fluorescencia de modo diferente.
Esta morena se manifiesta predominantemente en colores de emisión
verde.
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Los
buzos, que son curiosos por naturaleza, siempre están buscando nuevas
formas de experimentar las maravillas del mundo submarino. Una técnica
de buceo que cada vez es más popular, llamada buceo nocturno
fluorescente (fluo), ofrece a los buzos la capacidad de observar
criaturas marinas en colores brillantes y resplandecientes invisibles a
simple vista.
El buceo fluorescente depende de la propiedad de
cierta vida marina de emitir longitudes de onda más largas de luz
visible cuando se los ilumina con una luz azul con una longitud de onda
más corta. El término "emisión" es muy importante para la comprensión de
la física de la fluorescencia. La emisión de luz es diferente del
reflejo de luz que se produce cuando, por ejemplo, utiliza su linterna
de luz blanca en un buceo nocturno. En el buceo nocturno tradicional, la
luz blanca es reflejada por el arrecife o un organismo hacia sus ojos.
No obstante, la luz de emisión es una luz que el organismo crea y emite
hacia usted. El proceso es similar a la bioluminiscencia porque el
organismo crea su propia luz; no obstante, en la bioluminiscencia la
luz, que es generada por una reacción química, no requiere el uso de una
luz de excitación.
Para observar biofluorescencia, los buzos se
equipan con linternas de luz azul y filtros de barrera para sus máscaras
(y cámaras, si tomarán fotografías). La función del filtro es bloquear
la luz azul que se refleja hacia el observador desde los organismos a
los que se apunta la luz. Todo lo que se vería sin el filtro de barrera
es una luz azul muy intensa, pero el filtro está diseñado para aislar la
totalidad o la mayoría de las longitudes de onda en la parte azul del
espectro. La luz de emisión que proviene del organismo es tan tenue que
es completamente anulada por la luz azul; pero al bloquear el azul, sólo
se verán los colores de emisión.
Una anémona emite luz fluorescente, a diferencia de las esponjas y los corales que la rodean.
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La
longitud de onda de la luz que se utiliza en la mayoría de las
linternas fluorescentes es una estrecha banda de color azul, de unos 440
a 480 nanómetros (dependiendo del fabricante). El buceo fluorescente es
diferente del buceo ultravioleta (luz negra) porque la luz UV se
encuentra en el rango de menos de 400nm. Algunas empresas producen
linternas UV para usarlas bajo el agua porque la luz de excitación UV
invisible tiene la ventaja de no necesitar filtros adicionales, pero los
investigadores también han descubierto que la luz azul es más eficaz en
la estimulación de la proteína fluorescente verde (GFP, por sus siglas
en inglés) y sus mutaciones, que emiten colores diferentes al verde.
La
luz azul es tan eficaz porque (como todos sabemos gracias a nuestro
curso en aguas abiertas para principiantes) es la única luz disponible
en las profundidades superiores a los 9 metros (30 pies), lo que
significa que es la luz en la que organismos como el coral han
evolucionado a lo largo de las eras. La mayor parte de la luz UV del sol
rebota en la superficie del agua, y la luz que penetra llega a sólo
unos pocos centímetros, lo que provee a la luz UV una fuente de luz poco
eficaz para el buceo fluorescente.
No todos los organismos
marinos exhiben el efecto fluorescente, pero para aquellos que sí lo
hacen la demostración visual puede resultar impresionante. Algunos
ejemplos de especies fluorescentes incluyen anémonas, una variedad de
animales con caparazón, algunos tipos de peces, pólipos de coral y
estructuras de coral tanto blando como duro. Los términos coral "duro" y
"blando" pueden ser un poco engañosos. Por ejemplo, el coral cerebro a
menudo se confunde con coral duro, pero se considera pertenece a la
familia de coral blando pétreo de pólipo largo (LPS, por sus siglas en
inglés). La familia de coral pétreo de pólipo pequeño (SPS, por sus
siglas en inglés) se confunde de modo similar con coral duro aunque en
realidad es blando. Estas identificaciones incorrectas se deben al hecho
de que, en ambos casos, el coral vivo está compuesto de diminutas
criaturas blandas que viven y mueren desarrollando grandes estructuras
pétreas a lo largo de décadas. Curiosamente, estas dos especies son los
corales que emiten los efectos más fluorescentes. Los ejemplos de coral
blando que rara vez fluorescen generalmente pertenecen al orden
Alcyonacea; no obstante, cabe observar que en todos los grupos hay
excepciones a la regla, al igual que con las personas.
Sin el equipo de buceo fluorescente sería imposible observar
los colores de este blénido.
El
punto básico es que existe una gran diferencia en los tipos de coral
que fluorescen, y aún no hemos determinado todas las reglas de este
fenómeno. Esta es una de las atracciones del buceo fluorescente: puede
hacer sus propios descubrimientos como un científico ciudadano.
Muchas
personas creen que el buceo fluorescente sólo se practica para ver los
espectaculares colores o para tomar fotografías submarinas. Desde luego
responde a esas expectativas y ciertamente puede ser una experiencia que
cambie la vida de una persona, pero también supone mucho más que eso.
El buceo fluorescente se ha convertido en una herramienta indispensable
para los esfuerzos de investigación de la salud de los corales y el
análisis de censos de propagación de corales. Si se topa con un pólipo o
larvas de coral que se desplazan a la deriva con una luz blanca, verá
poco o nada; no obstante, con el equipo de buceo fluorescente adecuado,
los organismos individuales casi microscópicos brillarán en la arena
como destellos en la nieve durante una noche bajo la luz de la luna.
Poder presenciar este fenómeno es asombroso, y también proporciona datos
que tienen un gran valor científico.
Los arrecifes de coral son
considerados los bosques pluviales del océano. En aguas normales, los
corales desarrollan una simbiosis con algas unicelulares llamadas
zooxanthellae, que utilizan la fotosíntesis para proporcionar alimento y energía al coral. Cuando la temperatura del agua se eleva, las
zooxanthellae
son expulsadas, eliminando así los nutrientes vitales que el coral
necesita para sobrevivir y causando el "blanqueamiento" del coral. El
blanqueamiento del coral que acompaña a las temperaturas elevadas hace
al coral vulnerable a presiones adicionales que en última instancia
pueden destruir todo el arrecife. Además del blanqueamiento del coral,
la acidificación del océano reacciona con el esqueleto de carbonato de
calcio del coral, lo que provoca su ruptura y disolución. Estos efectos
pueden verse con una luz blanca, pero son incluso más espectaculares
cuando se utilizan tecnologías de fluorescencia.
No se entiende bien por qué los peces escorpión y otros peces han evolucionado para manifestar fluorescencia.
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Una
cantidad cada vez mayor de institutos marinos y universidades está
utilizando equipos fluorescentes para evaluar los efectos del aumento de
la temperatura y la acidificación del océano sobre el coral además de
otros estudios sobre el coral más generales. El buceo fluorescente
incluso ha permitido descubrir especies desconocidas hasta el momento
que eran demasiado pequeñas para verse con luz blanca pero que brillan
como faros en la oscuridad cuando se las ilumina con una luz azul.
No
se entiende muy bien por qué algunos corales y otras criaturas marinas
han evolucionado para fluorescer, pero lo que sí se sabe es que algunos
organismos marinos, incluidos corales, tunicados, percebes, esponjas,
anémonas, aguas vivas, almejas, nudibranquios, cefalópodos, camarones,
cangrejos, gusanos y peces, producen la proteína GFP y mutaciones de
ella que reaccionan cuando se los ilumina con una luz azul. La gran
variedad de especies que demuestran este efecto sugiere que la
fluorescencia no es una simple consecuencia de alguna otra función
evolutiva sino que probablemente tiene algún propósito que aún no se
conoce.
Existen muchas teorías acerca de por qué estas especies
han evolucionado para fluorescer. Una de las ideas que se tiene es que
la fluorescencia constituye una forma de bloqueador solar que puede
proteger a los corales y a otras especies de la energía UV en aguas poco
profundas; otras teorías plantean la fluorescencia como un medio de
comunicación entre especies. La biología evolutiva de la fluorescencia
constituye un área de estudio que está floreciendo en muchos institutos
marinos y universidades.
Para obtener más información o para adquirir equipo de buceo
fluorescente, visite FireDiveGear.com.
Sin
embargo, el buceo fluorescente no es sólo para científicos. Si desea
probar el buceo fluorescente, la agencia de entrenamiento PADI (
Professional Association of Dive Instructors)
ofrece un curso especializado distintivo de buceo nocturno fluorescente
sobre el que he escrito, que es dictado en todo el mundo por varias
docenas de instructores certificados. El curso abarca la ciencia del
buceo fluorescente de manera mucho más detallada y hace especial énfasis
en las implicaciones en materia de seguridad que son exclusivas del
buceo fluorescente.
Si decide practicar buceo fluorescente,
recuerde que cuando se coloca el filtro de barrera de luz azul casi no
queda luz; la luz de emisión que se observa es tenue y no puede iluminar
todo el arrecife, y el filtro elimina su otra única fuente de luz. Por
lo tanto, debe lograr un excelente control de la flotabilidad y estar
atento a los alrededores en todo momento. Si una cabeza de coral no
fluoresce, es posible que choque contra ella, por lo que al acercarse y
alejarse de un lugar siempre debe usar la linterna de luz blanca de
respaldo y tenerla a mano cuando ingrese a un área con poca actividad
fluorescente. Como alternativa, puede quitarse el filtro de la máscara y
ver bien, en color azul.
La física de la fluorescencia
La
representación esquemática del efecto fluorescente demuestra el
mecanismo cuando la luz azul impacta contra la proteína GFP, que absorbe
la energía de la luz azul. La absorción de la energía de la luz hace
que los electrones de los átomos que constituyen la proteína den un gran
salto de la capa de electrones de valencia a una capa superior. El
cambio de estado de energía "decae" instantáneamente a su estado de
descanso inactivo. Al suceder esto, el electrón pierde, o emite, un
fotón de luz, pero una energía menor y una longitud de onda más larga.
En
resumen, al iluminar la proteína con una luz azul, es emitida en otros
colores del espectro, incluso verde, amarillo, naranja y rojo. El color
emitido está determinado por la cantidad de saltos que da el electrón.
Explore más
Lea sobre los estudios del explorador emergente de National Geographic David Gruber sobre bioluminiscencia y fluorescencia y
mire su video sobre vida submarina brillante.
©
Alert Diver — 4to Trimestre 2014
http://espanol.alertdiver.com/Buceo-nocturno-fluorescente
