VIII. ADAPTACIÓN DE LOS ORGANISMOS MARINOS EN RELACIÓN CON LA INTENSIDAD LUMINOSA

LOS ORGANISMOS, tanto vegetales como animales, que viven en los océanos presentan una serie de cambios adaptativos debidos a la intensidad luminosa que se produce en el área donde viven.

La luz no sólo tiene una influencia directa sobre las distintas tonalidades e intensidades de la coloración de los seres marinos, sino que además influye sobre la morfología, es decir, la forma, y la anatomía o estructura de ellos, ocasionando cambios que les permiten adaptarse y poder ocupar diferentes profundidades; por lo tanto, esta intensidad luminosa también influye en la distribución de los organismos en el agua de los mares.

Los océanos se dividen verticalmente, con base en la profundidad de penetración de la luz, en cuatro regiones principales: en la parte superior se encuentra la llamada zona eufótica que llega, más o menos, hasta los 100 metros de profundidad, y en ella penetran las radiaciones rojas y ultravioletas, que son aprovechadas por los vegetales verdes para producir alimento en la función llamada fotosíntesis, por ello, en esta zona se encuentra la mayoría de los organismos productores, así como de los animales consumidores; todos ellos reciben el nombre de epipelógicos.

Por debajo de la zona eufótica se localiza la llamada disfótica, en la que las profundidades se extienden hasta los 1 000 metros. Esta recibe muy poca y débil iluminación, para que se realice una fotosíntesis efectiva; solamente penetran las radiaciones azules del espectro de la luz. En esta zona disfótica se encuentran pocos vegetales; pero muchos animales se localizan aquí; algunos de ellos son residentes permanentes de ella y otros realizan migraciones diarias o estacionales. A los organismos de esta región disfótica se les llama mesopelágicos.

Después de los 1 000 metros de profundidad, la luz ya no alcanza a penetrar, encontrándose la zona afótica, que se extiende hasta los 4 000 metros. Los pocos organismos que viven en ella reciben el nombre de batipelágicos y todos ellos son animales.

En las grandes profundidades por debajo de los 4 000 metros, y alcanzando hasta los 11 000, se localiza la llamada zona abisal, que forma las fosas oceánicas y en ella se han detectado bacterias a las que se denomina abisopelágicas, sin encontrarse, hasta la fecha, ninguna otra representación de vida.

Figura 21. Distribución de los organismos según la intensidad luminosa.

Los vegetales marinos presentan diversas coloraciones de acuerdo con los pigmentos que contienen como adaptación para poblar las diferentes zonas del mar.

Las radiaciones luminosas rojas y anaranjadas son las utilizadas por las plantas para llevar a cabo la fotosíntesis, y se observa que los vegetales verdes y azules, como la talasia y la zostera, así como las algas verdes y azules, se encuentran siempre en los mismos niveles superiores de las aguas del mar, fijas al fondo o flotando, para así absorber con sus pigmentos estas radiaciones.

Les siguen en profundidad las algas pardas, cuyo pigmento es capaz de realizar fotosíntesis en ausencia de las radiaciones rojas y anaranjadas. En los niveles más profundos hasta donde la luz penetra, se encuentran las algas rojas, que son las únicas capaces, gracias a su pigmento, de realizar fotosíntesis en presencia de las últimas radiaciones verdes y azules que llegan a esas profundidades.

Esta distribución de las algas marinas se observa claramente en los acantilados; sin embargo, existen algunas rodofíceas como Porphyra con frondas muy anchas, que crecen en las zonas de playa de poca profundidad, o algunas especies de Gelidium que se localizan en charcas de marea.

Algunas feofíceas como Fucus vesiculosus tienen en sus frondas vesículas que les sirven de flotadores y que les permiten estar en aguas superficiales bien iluminadas.

Los animales presentan también una serie de adaptaciones en relación con su coloración ante los cambios de intensidad luminosa; se encuentran desde aquellos que, como las medusas o aguasmalas, son casi totalmente transparentes, por lo que su contorno se confunde con el agua del mar, hasta los peces que tienen su región ventral de colores intensos que les permite pasar inadvertidos para quien los busca desde el aire, y su vientre blanco hace difícil que sean vistos desde el fondo.

Otro tipo de adaptaciones en relación con la intensidad luminosa que sufren los animales son los cambios que presentan en el desarrollo de sus órganos visuales, debido a que la penetrabilidad de la luz en el seno de las aguas marinas tiene un límite, sobrepasando el cual reina una absoluta oscuridad.

La visión en los animales marinos no llega a alcanzar la complicación y perfección de los animales terrestres o aéreos, ni siquiera en el caso de los peces, pero tiene, sin embargo, los más diversos grados de desarrollo, que van desde la simple presencia de manchas oculares que son regiones del cuerpo con pigmentos, hasta los complicados ojos de los pulpos, los cangrejos y los peces.

En los reptiles como la tortuga, en las aves como las gaviotas y en los mamíferos como la ballena, que son animales de origen terrestre que viven en los mares, la visión alcanza los más altos grados de perfección, de manera semejante a la de otros animales que habitan en los continentes.

Pese a que la transmisión de la luz no es fácil en el medio acuático, se observa en la escala zoológica marina una evolución de los órganos de los sentidos que se encargan de recoger los estímulos luminosos, relacionada con las dificultades que se les presentan para aprovechar al máximo este recurso. Es frecuente que las máximas complicaciones en la anatomía de estos órganos se encuentre en aquellas especies que viven en las mayores profundidades, ya que en estas tinieblas, por ejemplo, los peces pueden ser completamente ciegos o presentar ojos colosales con extraordinarias dimensiones.

Los órganos fotorreceptores de los animales, independientemente de cuáles sean sus diferencias estructurales, son semejantes a nivel celular, ya que todos ellos poseen sustancias sensibles, que se descomponen en presencia de la luz, llamadas fotopigmentos, y que producen el impulso nervioso en las fibras que inervan a las células del órgano; más tarde los fotopigmentos regresan y quedan listos para recoger nuevos estímulos luminosos.

Muchos grupos de invertebrados marinos presentan células fotosensibles, como en el caso de las medusas, que en el borde de la campana que forma su cuerpo, llamada umbrela, tienen localizados los ocelos, que son manchas celulares que les permiten detectar diferentes intensidades de luz.

En las planarias marinas, gusanos planos que se deslizan en la cara inferior de las piedras o sobre las plantas, se localizan en su región anterior los ocelos, que son manchas negras ariñonadas y rodeadas por una porción clara, formadas por células especializadas en forma de copa sensibles a la luz.

Cuando los poliquetos marinos cuyo cuerpo anillado está cubierto por gran cantidad de cerdas, son errantes, es decir que se mueven libremente en el fondo oceánico, presentan una región cefálica en la que llevan un par de ojos en posición dorsal, provistos de cristalino, lente transparente que permite el enfoque de las imágenes.

En los artrópodos, cuyos representantes marinos son los crustáceos, como los camarones, la langosta y los cangrejos, los ojos frecuentemente son de dos tipos: varios ojos simples formados por una sola faceta, y los ojos compuestos y pedunculados estructurados por un número variable de unidades completas, que pueden llegar a varios cientos. Estas unidades llamadas omatidios llevan su propia lente y sus células fotorreceptoras, y están cubiertas por una membrana transparente dividida en muchas facetas o corneolas cuadrangulares o hexagonales.

En los moluscos, los ojos alcanzan la máxima evolución de los invertebrados: son simples en el caso de los caracoles, y van hasta muy complejos en los cefalópodos, como el pulpo y el calamar, animales que tienen ojos semejantes a los vertebrados, los cuales llevan, además de las lentes, estructuras accesorias como la córnea que es una membrana transparente que permite el enfoque aproximado de la imagen, la pupila y el iris que controlan la cantidad de luz que entra al ojo, y el cristalino que da precisión al enfoque, además de la retina que contiene la capa de células fotorreceptoras.

El ojo de los peces es muy semejante al de los cefalópodos, pero en aquéllos se presenta el curioso fenómeno de que sus ojos aumentan de tamaño, de acuerdo con el aumento en profundidad de la zona en que viven, y esto se puede observar en diferentes especies de una misma familia que habiten a profundidades distintas, como es el caso de los peces de la familia de los sargos.

También, en especies que viven en épocas distintas de su vida a profundidades diferentes, como el caso de las anguilas, mientras están en aguas dulces, que nunca son hondas, los ojos son pequeños, pero cuando van al mar a depositar sus huevecillos en las profundidades del Mar de los Sargazos, experimentan un notable aumento en el tamaño de los ojos paralelo, por cierto, a un ennegrecimiento de su coloración.

En los peces que viven en las grandes profundidades los ojos tienden a atrofiarse, es decir, a disminuir su desarrollo y, por lo tanto, su función, o perderla totalmente; en ellos se presenta un gran desarrollo de la boca, como compensación para una manera más fácil de capturar los alimentos.

En las especies abisales donde existe un aumento en el tamaño de los ojos, éstos se desplazan a los lados de la cabeza y, en algunos casos, se forman prolongaciones laterales de ella llamadas pedúnculos, en cuyos extremos se colocan los ojos, obteniéndose de esta forma un mayor radio de capacidad visual, ya que adquieren, con este pedúnculo, extraordinaria movilidad.

Uno de los casos más curiosos se presenta en las larvas de algunos peces abisales, ya que sus ojos están situados en el extremo de larguísimos pedúnculos formados por los propios nervios ópticos que adquieren tal longitud equivalente, por lo menos, a una cuarta parte del tamaño total de la larva, que es muy larga y delgada.

En otros animales marinos los ojos, al aumentar de tamaño, modifican su morfología, presentándose un enorme desarrollo de sus elementos lenticulares, que al hacerse muy grandes y globulosos dan lugar a lo que se llama "ojos telescópicos". Sus ojos voluminosos con una gran curvatura en su cristalino y en su córnea, estructuras que permiten la entrada de la luz, les dan la característica de ojos de auténtico miope, ya que sólo realizan la visión a muy corta distancia, pero aumentando mucho los detalles, y su retina, lugar donde se forma la imagen, está muy desarrollada y en su superficie se perciben los cambios de intensidad lumínica.

En los ojos de los crustáceos se experimentan similares transformaciones. Los ojos simples se desarrollan más, constituyendo un ojo telescópico que les permite ver los detalles de los objetos aumentados. Los ojos compuestos de estos crustáceos son pedunculados y en cada elemento constitutivo del ojo se presenta una modificación, formándose dos zonas: la basal, con la que registran imágenes aumentadas, y la lateral, destinada a la observación de los objetos situados a mayor distancia y que, en varias ocasiones, son iluminados por órganos especiales luminiscentes que producen luz y que acompañan a los ojos.

Como se ha visto, en el mar la luz solar no llega a las grandes profundidades, por lo que apenas rasga las tinieblas de sus aguas oscuras, hondas y quietas; sin embargo, en estas regiones profundas no reina absoluta oscuridad, por la presencia de multitud de animales capaces de producir por sí mismos en todo su cuerpo o en órganos luminosos determinados una cierta cantidad de luz, fenómeno llamado luminiscencia o bioluminiscencia. Estos animales toman el aspecto de entes extraños y alumbran débilmente las sombras de los abismos oceánicos.

En los animales bioluminiscentes la producción de luz se inicia cuando llegan los impulsos nerviosos a las células especializadas de sus órganos productores; esta luz tiene una longitud de onda del espectro visible por el ojo humano, es decir, roja, amarilla, verde o azul, y en algunos casos pueden ser de estos colores. La intensidad de la luz es muy grande y la bioluminiscencia producida en una pequeña zona del animal supera proporcionalmente en luminosidad a una lámpara fluorescente.

Los seres productores de luz abundan más en el medio oceánico que en el dulceacuícola, el terrestre o el aéreo, haciendo del mar la residencia predilecta de pequeños animales luminosos. No se circunscriben a las regiones profundas, batipelágica y abisal, donde reina la oscuridad, puesto que también se les encuentra a profundidades menores, e incluso en la misma superficie, donde pueden ser extraordinariamente abundantes, como ocurre con muchos de los pequeños organismos que se localizan flotando, formando el plancton.

Son ejemplo de estos organismos planctónicos productores de luz por bioluminiscencia los dinoflagelados, organismos microscópicos dotados de dos filamentos muy largos llamados flagelos, por su aspecto de látigo, y entre los que más abundan están las noctilucas que le dan al agua del mar durante el día un aspecto grasoso, y en la noche, al producir la luz, lo iluminan con su brillo: de aquí el nombre de Noctiluca.

Los seres marinos productores de luz pueden dividirse, según la forma y región en que producen la luz, en tres categorías principales:

La primera la constituyen los organismos que producen bioluminiscencia difusa, generalmente son vegetales o animales formados por una sola célula, como en el caso de las bacterias bioluminiscentes o "fotobacterias", que han dado lugar a curiosos experimentos, como el de construir focos luminosos llenando globos de vidrio con cultivos que contengan multitud de estas bacterias. La producción de esta luz por las bacterias se verifica a muy diversas temperaturas, y si se mantienen a seis o siete grados centígrados bajo cero, conservan su actividad luminosa por mucho tiempo.

Muchas veces, estas bacterias se asocian con otros organismos del mar haciéndolos participar de su luminosidad, como ocurre con las llamadas "pulgas de mar", que son pequeños crustáceos que viven en las playas.

La segunda forma que los organismos presentan de bioluminiscencia es la localizada en determinados puntos del cuerpo, como los ctenóforos o farolillos de mar que la producen en sus órganos locomotores, con forma de pequeños peines, los que durante la oscuridad se iluminan presentando el aspecto de un farol.

En los protocordados, que son los antecesores de los peces, del grupo de los Pirosomas, también tienen puntos de bioluminiscencia en su cuerpo y reciben este nombre por producir intensas luminiscencias en el agua.

Entre los animales que viven a gran profundidad se localizan algunas estrellas de mar en que la luminiscencia es de carácter intermitente, de tal modo que el cuerpo es recorrido por oleadas de luz.

Al tercer grupo caracterizado por la presencia de órganos especiales para la producción de luz, pertenecen los crustáceos, los moluscos y los peces, que presentan órganos productores situados en la superficie ventral y más abundante en su cabeza que en otras regiones del cuerpo, con una estructura compleja que permite que la luz emitida pueda variar no sólo en intensidad sino en color. Estos órganos funcionan por acción motora del sistema nervioso y con frecuencia de manera perfectamente voluntaria, como en el caso de los calamares de aguas profundas.

El procedimiento de la producción de luz, es decir, el origen de la bioluminiscencia, ha sido motivo de multitud de investigaciones que comenzaron con las observaciones del físico Faraday sobre los cocuyos, en los que observó la luminiscencia continua después de la muerte del animal. En la actualidad se sabe que este fenómeno se debe a que existen dos sustancias: una, un fermentador llamado luciferasa, y otra, una sustancia fermentable, es decir, que reacciona químicamente con el fermento, luciferina, y que al presentar su reacción producen la luz, requiriéndose para esto la presencia de oxígeno.

La luciferasa difiere de composición química de acuerdo con las diferentes especies de animales. Cuando estas sustancias son extraídas de las células se pierde la propiedad de producir luz.

Los seres que pueblan el océano revelan grandes bellezas y maravillas de color y forma de acuerdo con la intensidad luminosa que reciben, en ocasiones, gracias a los matices de órganos brillantes de naturaleza delicada que presentan en su cuerpo y que les dan apariencia de estar adornados por una diadema de brillantes gemas.