Espíritus de la luz: Una princesa bajo tensión

Hace unos cuantos meses tuve el placer de celebrar con vosotros mis primeros treinta días como biobloguero, dedicando un par de entradas a mi saga de videojuegos favorita, "The Legend of Zelda". Tomando a la noble princesa Zelda como embajadora, me apoyé en los Espíritus de la luz para hablaros de los extraños animales que dominan la bioluminiscencia, ya sea para atraer a las presas o protegerse de los depredadores; sin embargo, tal y como dije entonces, aún no he acabado con la joven soberana de Hyrule.

Hay un par de cabos sueltos que reclaman ser explicados, aunque para ello la princesa deba estar sometida a una cierta tensión.

Los seguidores de la saga "The Legend of Zelda" hemos comprobado repetidamente el poder de las flechas de luz, las flechas sagradas que solíamos obtener al final de la aventura y nos venían tan bien en la lucha contra el malvado Ganondorf. El efecto de estos proyectiles era siempre el mismo: un destello cegador de luz blanca seguido de una serie de descargas eléctricas que paralizan al enemigo, momento que aprovechábamos para empuñar la espada, y darle un par de mandobles.

Visto así, el funcionamiento de las flechas de luz resulta idéntico al de la moderna pistola de electrochoque o taser, ese arma que usan los policías en ciertas partes del mundo para torturar a los sospechosos sin dejar señales (como en este vídeo). No quiero meterme en asuntos polémicos sobre la brutalidad policial; tan solo ha de quedarnos claro que, al parecer, la flechas de la princesa Zelda basan su poder en la electricidad para dejar indefenso al enemigo.

Los depredadores batipelágicos, como los rapes de profundidad de los que tanto hemos hablado, emplean de manera similar la bioluminiscencia para atraer a las presas hasta dejarlas al alcance de sus mandíbulas; pero a pesar de que su resplandor no tiene relación alguna con la electricidad, los animadores de la película "Buscando a Nemo" no pudieron resistirse a incluir zumbidos eléctricos en la escena del rape abisal (oídlo si no os lo creéis). Ya os conté en su momento que la bioluminiscencia no es más que una reacción química donde la luciferina desprende una luz azul-verdosa al oxidarse, gracias a la acción de la enzima luciferasa y un aporte de energía en forma de ATP.

La electricidad no tiene nada que ver con la bioluminiscencia, y si aún hay gente que las sigue confundiendo es porque desde que a finales del siglo XIX se inventó la lámpara incandescente, los humanos hemos asociado fuertemente la idea de luz con la de electricidad, hasta tal punto que aún hoy nos seguimos quejando del precio de la "factura de la luz" o, en ocasiones, cuando hay una fuerte tormenta "se nos va la luz". Va siendo hora de poner las cosas en su sitio y os hable de la bioelectricidad.

La bioelectricidad consiste en la generación de una tensión o diferencia de potencial eléctrico más o menos intensa mediante las reacciones químicas típicas de las biomoléculas, es decir, es la electricidad producida por la materia viva mediante sus propios medios. Podríamos llegar a pensar que los casos de criaturas bioeléctricas son muy raros y circunstanciales, casi como meras curiosidades dignas de ser tomadas por "poderes paraanormales"; pues no lo penséis. La bioelectricidad es un fenómeno muy extendido entre los seres vivos, con un fundamento puramente biológico y cuya importancia para la vida es difícil de imaginar. Sin ir más lejos, nuestro mismo sistema nervioso se basa en la electricidad biológica.

Voy a intentar explicarlo. El sistema nervioso, tanto el nuestro como el de todos los "animales verdaderos" o eumetazoos, está constituido por un conjunto de células conocidas como neuronas, conectadas unas con otras formando una red que se extiende por todo el organismo. Durante la historia evolutiva han aparecido ciertas adaptaciones con el fin de optimizar la red neuronal, como aglomerar millones de neuronas en una sola masa para formar un cerebro pensante; aunque a fin de cuentas, todas las neuronas desde las de un chimpancé hasta las de la más transparente de las medusas utilizan la bioelectricidad de idéntica forma.

Las neuronas son una clase de células muy especializadas, exclusivas del sistema nervioso animal, y que se distinguen facilmente por su aspecto estrellado tan característico. No obstante, lo que mejor define a las neuronas es el comportamiento eléctrico de su membrana plasmática. Distribuidas por toda su superficie, existen millones de enzimas transportadoras bombeando cargas eléctricas positivas hacia el exterior de la neurona, creando así una tensión electrica entre el medio externo y el interno, que se quedan con carga positiva y negativa respectivamente.

Este proceso es muy semejante a lo que ocurre cuando, por ejemplo, recargamos un teléfono movil enchufándolo a la red eléctrica. Al igual que las neuronas, la batería del movil disocia las cargas positivas de las negativas y las aisla junto a las conexiones en compartimentos separados por una lámina de material aislante. Terminada la carga, tenemos una batería preparada para ser usada en nuestro beneficio con una tensión electrica de unos 4 voltios.

¿Y que objetivo tiene la diferencia de potencial en el sistema nervioso? Las neuronas están continuamente gastando energía "a punta pala" para mantener constante una ridícula tensión de 0.07 voltios, siendo esta la causa de que en los humanos solo el sistema nervioso consuma alrededor del 40% de los nutrientes que tomamos con nuestra dieta. Bombear cargas es una ardua tarea que necesita invertir mucha energía. Tal derroche de recursos debe tener una buena razón.

Sí que la tiene. Una neurona cargada a su tensión normal de 0.07 V se encuentra en realidad en estado de reposo, como si estuviera esperando una orden, una señal para actuar. Cuando una neurona recibe el estímulo apropiado reacciona deteniendo inmediatamente sus enzimas transportadoras. Las cargas positivas vuelven a penetrar en su interior y se libera la tensión eléctrica acumulada en su membrana. La neurona se descarga de golpe; e inicia una reacción en cadena que obliga a sus compañeras a descargarse a su vez, y estas a sus vecinas... hasta que de algún modo u otro la señal alcanza los músculos adecuados y se ejecuta la respuesta al estímulo.

Enviada la señal, las neuronas recuperan rapidamente su tensión y regresan a su estado de reposo, listas para soltar otra descarga.

En pocas palabras, el sistema nervioso funciona como una red de acumuladores eléctricos interconectados que gastan ingentes cantidades de energía química para mantenerse cargados, pero al recibir un estímulo reaccionan liberando la tensión eléctrica, comunicando la señal a sus compañeras y estas a los músculos. Quizá este mecanismo de acción no sea tan rápido como un auténtico hilo de metal conductor, aunque sí es preferible al sistema endocrino y sus hormonas.

Bien. Ahora ya sabeis que un modelo biológico puede generar una tensión eléctrica sin demasiada dificultad y ponerla a su servicio como sistema de comunicación raudo y eficaz. Aunque no todo son ventajas: la producción de bioelectricidad es costosa y peligrosa. Los animales que disponen de un sistema nervioso desarrollado se ven obligados a buscar alimento sin parar si desean mantener en guardia a sus neuronas, y, por si fuera poco, existen temibles depredadores capaces de sentir los diminutos campos eléctricos generados por el sistema nervioso de sus presas.

El popular ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus), pese a que mucha gente lo toma como un mamífero antiguo e inepto, es realmente un depredador lacustre adaptado de forma soberbia a cazar en unas aguas donde los ojos no siempre son útiles. Su inconfundible pico está recubierto por hileras de organos electrorreceptores muy sensibles que pueden discriminar sin error a un indefenso gusano entre el fango y las piedras. Para localizar a sus presas, el ornitorrinco no tiene más que acercarse al fondo y remover el sedimento para asustarlas. Las descargas eléctricas que envíen el sistema nervioso de las presas a sus músculos serán su perdición.

Los tiburones y las rayas, todos ellos peces pertenecientes a la subclase Elasmobranquios, tienen un sistema de organos electrorreceptores todavía más agudos que el hocico del ornitorrinco: las ampollas de Lorenzini. Dispuestas en huecos alrededor del morro, estos organos sensitivos están finamente adaptados para percibir los sutiles campos eléctricos generados por las neuronas y los músculos desde varios metros de distancia. Un tiburón patrullando por su territorio es capaz de detectar sin esfuerzo el latido del corazón de un pez plano oculto bajo la arena. Gracias a este sistema de electrorrecepción, además de sus ya potentes sentidos del olfato y el oido, los tiburones y las rayas navegan por el océano sin perderse ningún detalle: oyen un chapoteo en la lejanía, les atrae el olor de la sangre en el agua marina, y las neuronas de la víctima guían a sus fauces.

Ya estan explicados los conceptos básicos. Lamento mucho haberos hecho pasar por este mal trago lleno de células y cargas eléctricas, pero era necesario para poder meteros en contexto. Asimismo, ruego que la explicación simplificada que habeis leido aquí no despierte la ira de físicos y neurólogos. Mi humilde intención es que los neófitos lo comprendiesen*, no más.

En la próxima entrega de esta serie, conoceremos a los verdaderos animales eléctricos que han logrado ganarse el título de "espíritus de la luz" y, de paso, la princesa Zelda nos demostrará un viejo refrán que no hemos de olvidar: "Pez que lucha contra la corriente, muere electrocutado".

* De todas formas, si tenéis alguna duda os la resolveré con muchísimo gusto.