Cada año, en el mes de junio, se ofrece un espectáculo asombroso a los turistas que visitan el Parque Nacional Great Smoky Mountains, en Estados Unidos. Como luces navideñas, luciérnagas de la especie Photinus carolinus brillar en armonía. Solo un puñado de especies de luciérnagas, en América del Norte y el sudeste asiático, tienen esta capacidad de brillar al mismo tiempo. Al parpadear, los machos buscan atraer a las hembras, quienes también responden con destellos. Entonces, sin esta sincronización, los machos y las hembras tendrían dificultades para encontrarse en el bullicio de la luz. Desde principios del siglo XXy siglo, los científicos se han preguntado cómo estos insectos logran emitir sus señales al mismo tiempo, pero solo durante unos veinte años han intentado modelar el fenómeno mediante ecuaciones matemáticas. Cada especie tiene sus especificidades. Madeline McCrea y sus colegas, de la Universidad de Pittsburgh, en Estados Unidos, acaban de modelar el caso de la especie Photinus carolinuscuyo comportamiento luminoso es particularmente atípico.
Los tres científicos se basaron en datos de observaciones en la naturaleza y de experimentos en un entorno controlado. Notaron que un modelo de neurobiología llamado explosión elíptica – utilizado para describir el comportamiento de las neuronas – replica fielmente los períodos de ráfagas de destellos y pausas en estas luciérnagas. “El nombre lo dice todo: si dibujas estos períodos, se parece mucho a una elipse”, dice Jonathan Rubin, uno de los autores del estudio.
“Este modelo es interesante porque reproduce muchas sutilezas de la realidad de esta especie, completamente ausentes en los modelos anteriores”, subraya Raphaël Sarfati, de la Universidad de Colorado, que estudia este fenómeno en las luciérnagas desde 2019. P. carolinus parpadee 6 o 7 veces rápidamente, haga una pausa de 2 a 3 segundos y luego reanude este ciclo. Estas ráfagas generalmente se omitieron en el modelado anterior, que se centró solo en los períodos de transmisión y pausa.
Los investigadores identificaron cuatro parámetros que influyen en la sincronización de las luciérnagas: el número de individuos, la distancia, la velocidad de vuelo y los factores biológicos. Jugando con estos valores, encontraron resultados consistentes con experimentos para parámetros como el número de luciérnagas y su posición. Cuantos más insectos haya, más regular y sincronizado será el ballet de luces. Asimismo, cuanto más lejos están las luciérnagas unas de otras, menos buena es su sincronización, como si ya no pudieran verse. La influencia de la velocidad, a su vez, no había sido demostrada. Madeline McCrea y sus colegas notaron que cuanto más rápido es un insecto, más ayuda a otros a sincronizarse: más luciérnagas en el suelo ven la misma señal que emana del individuo que vuela rápidamente.
Bajo factores biológicos, los biólogos han agrupado parámetros intrínsecos que afectan la capacidad de sincronización de una luciérnaga, como la percepción de la luz. Pero estos no son muy conocidos. “Este último parámetro sigue siendo demasiado simplista para describir lo que sucede durante la toma de decisiones en la luciérnaga. La realidad es probablemente más compleja”, dice Raphaël Sarfati. Para saber más, se interesó en otra especie de luciérnaga, Photinus frontalis, cuyos destellos siguen un ritmo diferente. Junto con su colega Orit Peleg, acaba de publicar un conjunto de datos experimentales. En particular, observaron que dentro del mismo grupo, diferentes grupos brillaban siguiendo el mismo patrón pero cambiando en el tiempo.
Comprender los mecanismos de sincronización de las luciérnagas es particularmente útil para evaluar el impacto de la contaminación lumínica en el comportamiento de las luciérnagas.
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