Cómo los corales sin ojos ven la luz: el hallazgo que revoluciona la biología marina
Aunque carecen de ojos, los corales han desarrollado un ingenioso mecanismo molecular que les permite detectar la luz gracias a los iones de cloruro del mar. Un hallazgo que cambia lo que sabíamos sobre la visión animal y la biología marina.
Por Enrique Coperías
Aunque los corales carecen de ojos y cerebro, un nuevo estudio revela que estos animales marinos han desarrollado un mecanismo único para detectar la luz visible y ultravioleta. Foto: David Clode
En apariencia, los corales son seres inmóviles, casi minerales, que construyen arrecifes de coral y se dejan acariciar por las corrientes marinas. Pero bajo esa calma pétrea esconden sofisticadas adaptaciones biológicas, muchas de ellas todavía desconocidas.
Ahora, un equipo internacional de científicos ha desvelado un mecanismo sorprendente: los corales pueden detectar la luz de una forma que hasta hace poco parecía imposible. Y lo hacen recurriendo a un aliado insospechado: el humilde ion cloruro, abundante en el agua de mar.
El hallazgo, publicado en la revista eLife, rompe con un dogma de la biología visual. Hasta ahora se asumía que las opsinas —las proteínas que permiten a los animales transformar la luz en señales biológicas— siempre utilizaban un aminoácido cargado negativamente como contrapeso eléctrico para estabilizar la molécula sensible a la luz. Pero los corales han demostrado ser la excepción: han inventado un sistema propio que aprovecha un recurso omnipresente en el océano.
«Es como si hubieran externalizado parte de la maquinaria de visión —explican los autores en eLife— En lugar de depender exclusivamente de la proteína, recurren al entorno, a los iones disueltos en el agua que los rodea, para completar el mecanismo».
«Algunas opsinas ASO-II de los corales constructores de arrecifes carecen de los aminoácidos que normalmente cumplen esta función en otros animales —explica Akihisa Terakita, profesor de la Universidad Metropolitana de Osaka, en Japón, y uno de los autores principales del trabajo. Y añade—: La gran pregunta era: ¿cómo consiguen entonces ver la luz visible?».
El descubrimiento: el cloruro del mar como contraión
La visión animal, desde los insectos hasta los mamíferos, depende de un principio compartido. Las opsinas, proteínas incrustadas en la membrana de ciertas células, se combinan con una molécula derivada de la vitamina A, el retinal o retinaldehído. Este pigmento fotosensible, al absorber fotones, cambia de forma y desencadena una cascada de señales químicas.
La clave está en la llamada base de Schiff (o azometino), protonada, un enlace cargado positivamente. Para ser estable en el entorno hidrofóbico de la proteína, requiere un contraión —habitualmente un aminoácido ácido como el glutámico o el aspártico—. Esa pareja química permite que el sistema se vuelva sensible a la luz visible. Sin el contraión, el retinal absorbería solo en el espectro ultravioleta.
Pero las opsinas del grupo ASO-II, exclusivas de anémonas y corales, son atípicas: carecen de ese aminoácido en las posiciones habituales. Durante años, esa ausencia fue un enigma. ¿Podían realmente captar luz visible o eran fósiles moleculares sin función?
El experimento que resolvió el enigma
Para averiguarlo, los investigadores analizaron el genoma del coral Acropora tenuis, un arquitecto habitual de los arrecifes del Indo-Pacífico. El equipo de Terakita identificó diecisiete opsinas, de las cuales ocho pertenecían al grupo ASO-II. Expresaron varias de ellas en células cultivadas y midieron sus espectros de absorción.
El resultado fue sorprendente. Algunas proteínas, como la Antho2e, respondían al ultravioleta, tal como cabía esperar. Pero otras —entre ellas, la Antho2a y la Antho2c— eran sensibles a la luz visible, con picos de absorción en torno a los 450 y 503 nanómetros.
El misterio se aclaró al manipular el medio de cultivo: Antho2a solo absorbía luz visible si había cloruro en el medio. Al eliminar este ion, el espectro se desplazaba hacia el ultravioleta. Es decir, el cloruro del entorno hacía de contraión. Por primera vez se documentaba un opsina animal que utiliza un ion inorgánico externo para completar su mecanismo.
«Descubrimos que los iones cloruro estabilizan la base de Schiff, aunque más débilmente que los aminoácidos —explica Yusuke Sakai, investigador posdoctoral en el laboratorio de Terakita y primer autor del estudio. Y añade—: Esa debilidad relativa permite que la opsina pueda alternar de forma reversible entre sensibilidad a la luz visible y al ultravioleta, dependiendo del pH del entorno».
Un sistema de doble llave
El análisis reveló un detalle aún más fascinante. En el estado oscuro, cuando la proteína no ha absorbido luz, el contraión es el cloruro del medio. Pero tras la excitación luminosa, en el estado fotoactivado, entra en juego un aminoácido interno: un residuo de ácido glutámico (Glu292).
Se trata de un fenómeno inédito: un cambio de contraión según el estado de la proteína. Primero un ion ambiental, después un aminoácido propio. «Es un sistema dual que nunca habíamos visto en otras opsinas animales», señalan los autores.
El mecanismo depende además del pH. En condiciones ácidas, con más protones disponibles, la base de Schiff se protona y la proteína responde a la luz visible, estabilizada por cloruro. En condiciones alcalinas, con menos protones, la base se desprotona y la opsina se desplaza al ultravioleta.
La luz de las algas, clave del rompecabezas
Esta plasticidad no es un capricho bioquímico. Los corales viven en íntima simbiosis con microalgas que realizan fotosíntesis dentro de sus tejidos. Esa actividad altera el pH intracelular: al consumir CO₂, el medio se vuelve más alcalino durante el día.
El estudio sugiere que los sensores lumínicos del coral ajustan su sensibilidad según el estado fotosintético de las algas. «La capacidad de alternar entre visible y ultravioleta podría estar directamente relacionada con la simbiosis —explica Sakai—. La fotosíntesis cambia el pH, y eso, a su vez, cambia cómo los corales perciben la luz».
De hecho, análisis de expresión genética han mostrado que las opsinas ASO-II se concentran en las células que alojan algas simbiontes. Esa localización refuerza la hipótesis de que actúan como reguladores de la luz y la fotosíntesis en el interior del coral.
PARA SABER MÁS
Implicaciones para la biología y la biotecnología
El hallazgo no solo ilumina la vida secreta de los corales. También abre nuevas posibilidades en otros campos.
«Vimos que la opsina ASO-II de Acropora tenuis regula los niveles de calcio intracelular de manera dependiente de la luz —explica Mitsumasa Koyanagi, profesor de la Universidad Metropolitana de Osaka y coautor principal. Y continúa—: Eso sugiere aplicaciones como herramienta de optogenética cuyo rango de sensibilidad lumínica cambia con el pH».
La optogenética, disciplina que emplea proteínas sensibles a la luz para activar o inhibir neuronas, podría beneficiarse de esta flexibilidad inédita. Una opsina que responda a distintas longitudes de onda según el pH permitiría diseñar experimentos más sofisticados en neurociencia o biomedicina.
Una lección de evolución
Más allá de su utilidad, el descubrimiento aporta pistas sobre la evolución de la visión animal. Los autores proponen que las primeras opsinas, hace cientos de millones de años, pudieron carecer de contraiones internos.
En esa fase primitiva, la dependencia de iones como el cloruro habría permitido expandir la sensibilidad lumínica desde el ultravioleta hacia el visible. Solo después, a lo largo de la evolución, las proteínas habrían fijado aminoácidos ácidos para asumir esa función de forma estable .
Los corales, en ese sentido, serían un vestigio viviente de ese estadio temprano, un recordatorio de que la evolución no sigue un único camino, sino que conserva soluciones alternativas que todavía funcionan.
Los autores de la nueva investigación advierten de que el cambio climático y la acidificación del océano pueden alterar la forma en que los corales perciben la luz y se relacionan con sus algas simbióticas. Foto: Aaron De Wit
La fragilidad luminosa de los arrecifes de coral
En clave ecológica, el hallazgo añade un matiz a la vulnerabilidad de los arrecifes de coral. Estos ecosistemas marinos dependen de la delicada interacción entre coral y alga, mediada en parte por la luz. Si el cambio climático y la acidificación oceánica alteran la química del océano, también podrían modificar la sensibilidad lumínica de los corales y, con ello, su relación simbiótica.
Lejos de ser organismos pasivos, los corales aparecen aquí como ingenieros moleculares capaces de reinventar principios básicos de la biología marina. Que recurran al cloruro —el ion más común en el mar— para ver la luz es un recordatorio de su ingenio adaptativo.
«Los corales no tienen ojos, pero están lejos de ser ciegos —resume Terakita—. Han desarrollado un mecanismo único de detección de luz que amplía nuestro concepto de visión animal».
Lo que revela la luz
La investigación muestra que todavía quedan secretos por descubrir en organismos que a menudo damos por sentados. Los arrecifes de coral, descritos como las selvas tropicales del mar, no solo son tesoros de biodiversidad marina: también son laboratorios vivos donde la evolución ensaya soluciones inesperadas.
Que un animal sin ojos utilice un ion ambiental para percibir la luz visible y ajustar su sensibilidad lumínica al compás de la fotosíntesis de sus socios microscópicos es un ejemplo deslumbrante de esa creatividad. Y, en un mundo que empuja a los corales al límite, comprender sus secretos puede ser clave para ayudarlos a sobrevivir.▪️
Visión de los corales: Preguntas & Respuestas
🪸 ¿Los corales pueden ver?
No tienen ojos, pero sí poseen opsinas que les permiten detectar cambios en la luz y ajustar procesos biológicos clave.
🪸 ¿Qué son las opsinas ASO-II?
Son un grupo exclusivo de opsinas presentes solo en anémonas y corales, con propiedades diferentes a las de mamíferos.
🪸 ¿Por qué es importante el cloruro?
Porque actúa como contraión externo, permitiendo que los corales detecten luz visible, algo nunca antes visto en otros animales.
🪸 ¿Qué relación hay con las algas simbiontes?
La fotosíntesis de las algas cambia el pH intracelular del coral, lo que a su vez altera la sensibilidad de las opsinas entre visible y ultravioleta.
🪸 ¿Qué aplicaciones tiene este hallazgo?
Podría inspirar nuevas herramientas en optogenética, biotecnología y neurociencia.
Información facilitada por la Universidad Metropolitana de Osaka
Fuente: Yusuke Sakai, Saumik Sen, Tomohiro Sugihara, Yukiya Kakeyama, Makoto Iwasaki, Gebhard FX Schertler, Xavier Deupi, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita. Coral anthozoan-specific opsins employ a novel chloride counterion for spectral tuning. eLife (2025). DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.105451.3
