22-Oct-11 - Glow-In-The-Dark Surf Explained (VIDEO)/ Mar Fluorescente o Mar de Ardora: Explicación (VIDEO)

Red Tide at night:  the sea turns brownish-red during the day, but at night becomes an ocean of bioluminescent beauty. (Marea Roja de noche: el mar se torna marrón rojizo durante el día pero de noche se transforma en un oceano de una espectacular belleza )

Scientists have long known that this type of bioluminescence occurs when billions of dinoflagellates get jostled. In 2005, the Naval Research Laboratory identified the first
satellite image of bioluminescence spanning hundreds of miles - confirming ancient mariner lore of sailing on glowing seas for nights at time.

But a scientific explanation for how the tiny plankton glow in the dark has remained elusive.

Until now.

The key to the dinoflagellate process is the existence of voltage-gated or voltage-sensitive proton channels. These channels form in the membranes that separate one compartment of a cell from another, but it takes certain chemicals or electrical signals to open them. Researchers long assumed that these channels probably existed in dinoflagellates, but this week biologists reported in the Proceedings of the National Academy of Sciences successful identification and testing of dinoflagellate genes similar to the genes for voltage-sensitive proton channels known previously in humans, mice and sea squirts.
  • Here’s how the light-generating process in dinoflagellates works:
 1) Starts with a splash. It is the motion of water surrounding the floating dinoflagellates that ignites the process. That movement ferries electrical impulses around a proton-filled compartment, or vacuole, within the cell.

2) Electrical impulses open protein channels. The electrical impulses bouncing around inside the vacuole trigger the opening of voltage-sensitive proton channels that connect the vacuole to tiny pockets on the vacuole membrane known as scintillons. Once open, these channels funnel protons from the vacuole into the scintillons.

3) Bioluminescent proteins do their thing. Protons entering the scintillons then activate luciferase, a well-known bioluminescent protein that is stored in scintillons. (And yes, the name of this protein is derived from Lucifer, the root of which means “light-bearer.”)
So the next time you hear about these devilish flashes, plan a moonlight walk on the beach. It could look something like this: See VIDEO below
Source: discovery.com
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Artículo en Español
Mar de Ardora es el término con el que se designan los mares luminosos o fosforescentes, también conocidos en inglés como milky seas.
Se trata de un fenómeno luminoso producido en el océano donde grandes masas de agua emiten una misteriosa luz azul debido, según recientes estudios, a la proliferación de una bacteria bioluminiscente (Vibrio harveyi, asociada a las microalgas de plancton.
La bioluminiscencia se extiende en todas direcciones y pueden manifestar su luminosidad durante días u horas.
Este resplandor nocturno, citado por primera vez por Julio Verne en su obra Veinte mil leguas de viaje submarino cuando relató la travesía del Nautilus a través de una capa fosforescente (atribuida en la novela a miríadas de animales marinos luminosos), fue también, durante siglos, mito de los marineros que surcaban el Índico.

Los científicos empezaron a registrar este fenómeno en 1915, quedando reconocidos en todo el planeta más de 200 mares de ardora, concentrados en su mayoría en el noroeste del océano Índico y próximos a Indonesia. Otros lugares donde se pudo visualizar este espectáculo luminoso fueron la costa de Somalia (África), el sur de Portugal y la bahía Fosforescente, en Puerto Rico.
Satellite imagery of the glowing sea phenomenon corresponding to nighttime ship observations from the SS Lima on Jan. 25-27, 1995. (Naval Research Laboratory)
Imagen satelital nocturna del fenómeno de bioluminiscencia marina tomadas por el SS Lima entre el 25-27 de Enero de 1995. (Naval Research Laboratory)
  En 2005, un grupo de investigadores del Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU y del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey, dirigidos por el científico Steve Miller, consiguieron fotografiar, por primera vez, este fenómeno a través del satélite oceanográfico. Esas fotos fueron publicadas en noviembre de ese mismo año en la prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences.
Las mareas rojas también generan bioluminiscencia. 
Los científicos han sabido por mucho tiempo que la luz que en este caso la bioluminiscencia se produce cuando miles de millones de dinoflagelados se empujaban unos a otros.
No obstante, el mecanismo por el cual el pequeño plankton brilla en la oscuridad ha sido un misterio para los científicos, al menos hasta ahora.

Cómo funciona la Bioluminiscencia
La clave para que este proceso ocurra en los dinoflagelados es la existencia de canales de protones dependiente o sensibles al voltaje. Estos canales se forman en las membranas que separan a un compartimiento de una célula de otra, pero se necesita de ciertas sustancias químicas o de las señales eléctricas para abrirlos. Los investigadores siempre supusieron de que los dinoflagelados poseían dichos canales, pero esta semana fueron los biólogos en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias que consiguieron identificar y poner a prueba con éxito los genes de dinoflagelados similares a los genes de los canales de protones sensibles al voltaje anteriormente conocidos en humanos, ratones y calamares.
  • Así es como funciona el proceso de generación de luz en dinoflagelados:
 
1) Comienza con un chapoteo. Es el movimiento del agua que rodea a los dinoflagelados flotantes lo que enciende el proceso. Este movimiento transporta impulsos eléctricos alrededor de un compartimento lleno de protones llamados vacuolas, que se hayan dentro de la célula.

2) Los impulsos eléctricos abren los canales de las proteínas. Los impulsos eléctricos rebotando alrededor y dentro de la vacuola desencadenando la apertura de canales de protones sensibles al voltaje y que conectan a la vacuola con unos pequeños bolsillos en la membrana de la vacuola conocido como scintillons. Una vez abierto, estos canales trasnsportan protones desde la vacuola hacia los scintillons.

3) Las enzimas bioluminiscentes hacen lo suyo. Los protones al entrar en los scintillons, activan la luciferasa, una enzima que acelera el proceso de bioluminiscencia y que se almacena en ellos. (Y sí, el nombre de esta proteína es derivada de Lucifer, cuya raíz significa "portador de luz"
(lucem ferre). 
NOTA: En los organismos más simples, como las algas unicelulares dinoflageladas, atiende a una respuesta mecánica: perturbaciones en el entorno producen deformaciones en la superficie celular que activan el mecanismo luminiscente. En los más complejos, caso de las luciérnagas, peces, etc., dicho control depende del sistema nervioso, a través de la liberación de un neurotransmisor en respuesta a algún estímulo externo que, por lo general, afecta al aporte de oxígeno (el combustible del proceso) al fotóforo, lo que a su vez regula la intensidad de la señal. En este sentido, un caso singular es el de ciertos cefalópodos que modulan su luz subiendo y bajando a voluntad unas 'persianas' o 'párpados' que cubren el fotóforo, los melanóforos. (heraldodesoria.es)
Así que la próxima vez que escuches acerca de estos destellos diabólicos, planifica una caminata a de luz de la luna en la playa. Podría ser algo como esto:
VIDEO:

1 comentario:

Javier dijo...

La naturaleza no deja de sorprendernos, ya que hasta los fenómenos letales como las mareas rojas (grandes agrupaciones de dinoflagelados que liquidan cientos de peces al absorver el oxígeno disuelto en el agua y matarlos por asfixia) tienen su encanto. Un Vídeo para no perderse!

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