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Avatar: ¿podrían las plantas brillar de noche?

Tanto en ‘Avatar’ como en su secuela, ‘Avatar: el sentido del agua’, las plantas presentan bioluminiscencia; en la tierra también existen, pero bajo unas condiciones muy específicas.

Es imposible ver la película de James Cameron Avatar, de 2009, sin maravillarse ante la riqueza de seres vivos, extraños y exóticos, que aparecen en ella. La biodiversidad de Pandora se muestra inmensamente exuberante, y esta visión se amplía en la nueva entrega Avatar: el sentido del agua.
El equipo de Weta Digital, responsable de los efectos visuales de Avatar, no solo trabajó con esmero sobre los animales de Pandora; también tuvo el acierto de mostrar una comunidad de plantas muy rica y biodiversa, acorde a sus complejos ecosistemas.

Las plantas en Pandora

Plantas de Pandora brillando con luz propia (20th Century Fox)

Plantas de Pandora brillando con luz propiaPlantas de Pandora brillando con luz propia (20th Century Fox)

La vegetación del mundo ficticio de Pandora presenta una serie de curiosidades que no se encuentran en las plantas terrestres. Su anatomía externa es prácticamente idéntica a la de las plantas terrestres: raíz, tallo y hojas, de color verde, dándonos a entender que también realizan la fotosíntesis gracias a la clorofila o a algún pigmento análogo. Sin embargo, presentan rasgos que hacen de estas formas de vida algo único y especial, que reconocemos fácilmente como alienígenas.
La botánica y jefa de la expedición científica, doctora Grace Augustine —interpretada por Sigourney Weaver— menciona explícitamente algunos de esos rasgos. Por ejemplo, las plantas de Pandora se enlazan entre sí, a través de sus raíces, y se comunican empleando impulsos electroquímicos. Sabemos, además, que las plantas de Pandora son grandes, extraordinariamente grandes, debido a los efectos de la gravedad, menor que la terrestre, sobre los seres vivos.
Sin embargo, tal vez el fenómeno más llamativo de la vegetación de Pandora es su bioluminiscencia. Las plantas de Pandora brillan en la oscuridad. Se puede observar cuando Neytiri se deshace de la antorcha de Jake Sully, después de que él se pierda en la foresta; también nos permiten atisbar la fascinación que muestra por este hecho el personaje interpretado por Sam Worthington.
Árbol de las almas de Avatar (20th Century Fox)

Árbol de las almas de AvatarÁrbol de las almas de Avatar (20th Century Fox)

En una escena vemos cómo el personaje se entretiene golpeando diversas estructuras vegetales con las manos, descubriendo esos tenues destellos de luz que aparecen. Lo percibimos en la vegetación, que se ilumina con la presión de sus pisadas. Y lo vemos cuando una nube de semillas sagradas envuelve a Jake, en un evento que Neytiri interpreta como una señal de su deidad, Eywa —que no es sino una deificación de Gaia—.
Pero tal vez, el momento de mayor bioluminiscencia de plantas en Pandora es en la visita al que llaman el árbol de las almas, un ejemplar que recuerda al sauce llorón, y que brilla todo él con una luz violeta.

Los luminosos fuegos del mar

Proliferación masiva de dinoflagelados bioluminiscentes

Proliferación masiva de dinoflagelados bioluminiscentesProliferación masiva de dinoflagelados bioluminiscentes

Aunque la bioluminiscencia en plantas parece algo exclusivo de la ciencia ficción, la realidad es que en nuestro planeta hay organismos fotosintéticos que brillan con luz propia. En los ecosistemas marinos existen unos microorganismos bioluminiscentes, prácticamente ubicuos: los dinoflagelados. Estos protistas son, además, organismos fotosintéticos, por lo que serían, en todos los sentidos, los seres vivos más parecidos a la flora de Pandora.
La especie de dinoflagelado más significativa, presente en el fitoplancton en las costas de casi todo el mundo, es Noctiluca scintillans, conocida como ‘chispa de mar’, protagonista de episodios frecuentes de proliferación masiva, conocidos como mareas rojas, por el color con el que tiñe el agua durante el día.
Cuando cae la noche, sin embargo, las poblaciones de chispas de mar, ante cualquier perturbación, lanzan destellos luminosos, como las plantas de Pandora con las pisadas de los protagonistas. Este comportamiento hace que reciban, sobre todo entre los marineros, el nombre de ‘fuegos del mar’.

Plantas bioluminiscentes

Dinoflagelados al margen, podemos encontrar bioluminiscencia en bacterias, hongos y animales, pero hasta donde sabemos, ninguna planta dispone de los mecanismos bioquímicos necesarios para emitir luz. No, al menos, de forma natural. Pero eso no suele ser un impedimento para la biotecnología.
Plantas de tabaco en diferentes estados de desarrollo: brotes (a), vegetativo (b) y en floración (c), y sus raíces (d) y sección de sus flores (e), manipiuladas genéticamente para que sea bioluminiscente (Mitiouchkina et al., 2020).

Plantas de tabacoPlantas de tabaco en diferentes estados de desarrollo: brotes (a), vegetativo (b) y en floración (c), y sus raíces (d) y sección de sus flores (e), manipiuladas genéticamente para que sea bioluminiscente (Mitiouchkina et al., 2020).

No son pocas las veces que se han conseguido plantas con capacidad de bioluminiscencia, mediante la ingeniería genética. Generalmente, son plantas a las que se les han insertado los genes procedentes de hongos o de bacterias responsables de generar la respuesta luminosa. Y aunque hay algún proyecto que busca el uso de esta propiedad con fines ornamentales, lo más habitual es que esa bioluminiscencia esté a su vez asociada con otros genes cuya presencia es mucho más difícil de detectar. De este modo, si la planta brilla en la oscuridad, es que tiene el gen que realmente interesa.
Lo curioso del asunto es que, si un grupo de científicos en un laboratorio son capaces de extraer los genes responsables de la bioluminiscencia a un ser vivo e insertarlos en otro, entonces, por transferencia horizontal de genes, también puede suceder de forma natural. Al fin y al cabo, muchas plantas presentan múltiples genes de origen bacteriano. Es más, la bioluminiscencia ha surgido de forma independiente más de 30 veces en la historia de la vida. En principio, no hay nada que impida que surja el proceso en una planta.
La ausencia de plantas bioluminiscentes en la naturaleza puede deberse, pues, a dos motivos posibles: o bien nunca ha sucedido ese salto de información genética entre especies ni ese surgimiento de información de novo, y por tanto, no se ha dado la suerte de que aparezca una planta bioluminiscente; o bien, sucedió alguna vez, pero no fue un cambio apto para el ambiente en el que se desarrolló, y el linaje bioluminiscente se extinguió.
Referencias:
Gómez, F. 2012. A checklist and classification of living dinoflagellates (Dinoflagellata, Alveolata). CICIMAR Oceánides, 27(1), 65-140. DOI: 10.37543/oceanides.v27i1.111
Harvey, E. N. 1940. Benjamin Franklin’s Views on the Phosphorescence of the Sea. Proceedings of the American Philosophical Society, 83(2), 341-348.
Izzo, J. 2020. The world of Avatar: a visual exploration. Dorling Kindersley Limited.
Mitiouchkina, T. et al. 2020. Plants with genetically encoded autoluminescence. Nature Biotechnology, 38(8), 944-946. DOI: 10.1038/s41587-020-0500-9
Tena, G. 2019. Let there be light. Nature Plants, 5(11), 1103-1103. DOI: 10.1038/s41477-019-0558-x
Wang, M.-Y. et al. 2017. Theoretical Study of Dinoflagellate Bioluminescence. Photochemistry and Photobiology, 93(2), 511-518. DOI: 10.1111/php.12657

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