El mar a fondo

 Pigmentos que captan la luz: fotosíntesis y visión 

Existen varios tipos de pigmentos sensibles a la luz, entre los cuales encontramos las clorofilas y las rodopsinas. Los organismos que realizan la fotosíntesis cuentan con diferentes pigmentos que captan la luz dentro de sus células o dentro de orgánulos celulares especializados. Estos pigmentos captan la radiación de cierta longitud de onda, lo que permite a los organismos fotosintetizadores sintetizar carbohidratos a partir de CO2 y agua, y expulsar O2. Entre los pigmentos fotosintéticos encontramos diferentes tipos de clorofila y bacterioclorofila, y otros pigmentos, como las xantofilas, las ficobilinas y las ficocianinas. Algunos de estos pigmentos tienen un efecto protector de la radiación solar, puesto que ciertos tipos de radiación o un exceso de las mismas pueden ser mortales para numerosos organismos fotosintéticos marinos.

Representación esquemática de la fotosíntesis por parte de un alga. 

 El color de estas algas verdes es dado por la predominancia de la clorofila entre sus pigmentos fotosintéticos.

La rodopsina 

Es un pigmento visual que se encuentra en los bastoncillos de los ojos de los vertebrados. Es un pigmento fotorreceptor, responsable de la visión en condiciones de baja luminosidad. Hay otros tipos de pigmentos visuales, algunos de los cuales se encuentran en los conos de los ojos de los vertebrados. En función del tipo de ojo o de sistema fotorreceptor, los animales adoptan diferentes tipos de visión y presentan diferente sensibilidad a la luz.

↑ Ojo complejo de invertebrado: sepia (izq.), y ojos de vertebrados: escórpora (der.), ↓ mero (izq.) y rape (der.).

Los omatidios están formados por células fotorreceptoras que pueden discernir entre la presencia y la carencia de luz, y a veces incluso distinguir colores. Un conjunto de omatidios forma los ojos compuestos de algunos invertebrados, como los crustáceos.

Los ojos compuestos están formados por distintos omatidios (izq.), y son muy diferentes de los ojos de los vertebrados (der.).

En la zona fótica, numerosos organismos se basan en la visión y, por lo tanto, en la captación de luz, para detectar a sus presas o sus depredadores. Por ello, muchos han adoptado estrategias para pasar más desapercibidos, mimetizándose con el medio en el que viven. La bacteriorodopsina es una proteína que capta la luz, y es empleada por las arqueas.

. El mimetismo es una buena estrategia para pasar desapercibido a ojos de los depredadores.

Ritmos circadianos o nictimerales 

Debido a la rotación de la Tierra, la intensidad de la luz que llega a su superficie sufre una variación diaria, a la que los organismos han adaptado sus ritmos biológicos o circadianos. Los ritmos circadianos son oscilaciones de las variables biológicas a intervalos regulares de tiempo, que probablemente presentan todos los tipos de organismos, y que suelen estar asociados a cambios ambientales rítmicos. Estos ritmos pueden ser modificados si las condiciones ambientales varían, a pesar de que existe un ritmo básico interno de los organismos. Entre los ritmos circadianos más conocidos figuran los ciclos de luz. En los organismos que viven en zonas iluminadas, este ritmo es muy patente: encontramos animales que son más diurnos; otros, más nocturnos; y otros que varían su posición dentro de la columna de agua en función de las horas del día.

En los vertebrados, por ejemplo, un pigmento ganglionar llamado melanopsina contribuye a aportar información al cerebro sobre los ciclos de luz y oscuridad. De este modo, las variaciones diarias de luz influyen en la fisiología de numerosos animales haciendo variar su ritmo respiratorio, cardiaco y el metabolismo en general.

Representación del ritmo circadiano de tres especies de crustáceos cumáceos. El % indica el porcentaje de individuos capturados en superficie, una medida indirecta para saber a qué «horas» migran hacia la superficie.