Los seres vivos emiten una luz tenue que se extingue al morir, según un nuevo estudio
Los seres vivos emiten una luz tan débil que es invisible al ojo humano, pero desvela secretos sobre su salud y vitalidad. Una investigación pionera ha logrado «atrapar» este brillo fantasma para entender mejor el estrés, la vida... y la muerte.
Por Enrique Coperías
A la izquierda: reducción de la emisión de biofotones en ratones muertos en comparación con ratones vivos. A la derecha: efecto de la temperatura sobre la intensidad de la emisión de fotones ultradébiles en hojas de Arabidopsis thaliana. Cortesía: he Journal of Physical Chemistry Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
Todos los seres vivos emiten una tenue luz, invisible al ojo humano pero detectable con la tecnología adecuada. Esta emisión, conocida como emisión de fotones ultradébiles (UPE, por sus siglas en inglés), es una forma de bioluminiscencia extremadamente sutil que se produce sin necesidad de estimulación externa.
Aunque el fenómeno se conoce desde hace décadas, su potencial como herramienta científica para evaluar el estado fisiológico de plantas y animales empieza a vislumbrarse con más claridad gracias a los avances en las tecnologías de imagen.
Un grupo de investigadores canadienses ha llevado a cabo un estudio pionero, recogido en The Journal of Physical Chemistry Letters, en el que utilizaron cámaras ultrasensibles para captar esta misteriosa luz en ratones vivos y muertos, así como en plantas sometidas a diferentes tipos de estrés. Sus resultados revelan diferencias sorprendentes que podrían allanar el camino hacia métodos no invasivos para monitorear la salud y el estado vital de organismos vivos.
¿Qué es la emisión de fotones ultra débiles?
La emisión de fotones ultradébiles es tan tenue que se mide en apenas decenas o centenas de fotones por centímetro cuadrado por segundo, en rangos que abarcan desde el ultravioleta al infrarrojo cercano. A diferencia de la bioluminiscencia visible, como la que disfrutan las luciérnagas, la UPE no requiere de sustancias como la luciferina.
Su origen está ligado a procesos bioquímicos internos, en particular a la acción de las llamadas especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas inestables que las células producen ante situaciones de estrés o como parte del metabolismo normal.
El equipo de investigación, coordinado por Daniel Oblak, del Instituto de Ciencia y Tecnología Cuántica, en la Universidad de Calgary explican que las ROS, al interactuar con lípidos y proteínas en las células, pueden provocar reacciones que excitan a los electrones.
Cuando estos electrones regresan a su estado original, liberan pequeñas cantidades de energía en forma de luz. Esta emisión, por tanto, puede considerarse una especie de firma luminosa de la actividad celular, especialmente en condiciones de desequilibrio fisiológico.
Ratones vivos vs. ratones muertos: ¿la luz de la vida?
Una de las observaciones más llamativas del estudio es la diferencia en la emisión lumínica entre ratones vivos y recién fallecidos. Tras anestesiar y aclimatar a los animales a la oscuridad, se captaron imágenes durante una hora. Tras ser sacrificados, los mismos cuerpos fueron explorados con los mismos parámetros.
El resultado no dejó a nadie impasible: los ratones vivos emitían significativamente más fotones que sus homólogos muertos. Incluso aunque la temperatura corporal se mantuviera igual en ambos casos, el brillo vital prácticamente desaparecía tras la muerte. Esto sugiere que la UPE está íntimamente vinculada a los procesos metabólicos activos y no simplemente al calor corporal o a reacciones químicas residuales.
Este hallazgo no solo subraya el valor de la emisión de fotones ultradébiles como indicador de vida, sino que podría inspirar nuevas tecnologías para la detección del estado vital en contextos clínicos y veterinarios.
Imagen conceptual de bioluminiscencia natural: un ratón vivo emite una tenue luz azulada frente a una planta herida que brilla en tonos verdosos, en plena oscuridad. Esta representación ilustra el potencial de la emisión de fotones ultra débiles (UPE) como herramienta no invasiva para detectar vida, estrés y actividad celular en organismos vivos.
Las plantas también brillan... cuando sufren
El equipo de Oblak también exploró cómo reaccionan las plantas ante distintos tipos de estrés, como variaciones extremas de temperatura, heridas físicas y exposición a productos químicos. Para ello, usaron hojas de la planta cheflera (Heptapleurum arboricola) y ejemplares vivos de oruga (Arabidopsis thaliana), una especie modelo en biología vegetal.
Cuando aumentaron la temperatura de las hojas, los investigadores observaron un incremento notable en la intensidad de la UPE, hasta un punto crítico, situado en torno a los 36 °C, en que el sistema colapsaba y la emisión caía bruscamente. Este patrón sugiere que la luz emitida refleja una intensificación del metabolismo celular, pero que el exceso térmico puede provocar un daño irreversible que apaga esta señal.
Más impactante aún fue lo que sucedió al herir las hojas y tratarlas con distintas sustancias. Las zonas lesionadas mostraron una emisión de fotones considerablemente más intensa que las regiones intactas, lo que confirma que las heridas inducen respuestas de estrés celular.
Benzocaína, un anestésico que hace brillar a las plantas
Pero lo más sorprendente fue la reacción a ciertas sustancias: la aplicación de peróxido de hidrógeno o agua oxigenada —una molécula ROS por excelencia— amplificó la UPE, como era de esperarse. Sin embargo, el anestésico conocido como benzocaína generó una emisión aún más alta; y el alcohol cosechó un efecto moderado.
La benzocaína, conocida por su uso en humanos para bloquear la transmisión nerviosa, no tiene un papel claro en las plantas. Aun así, cuando fue aplicada sobre hojas heridas, provocó un pico luminoso muy superior al de otros tratamientos. Aunque los mecanismos no están del todo claros, los investigadores sospechan que este anestésico puede estar interfiriendo con canales de sodio en las células vegetales o alterando directamente la producción de las ROS.
Este efecto inesperado abre nuevas preguntas sobre cómo ciertos compuestos químicos interactúan con los sistemas de señalización vegetal y cómo podrían utilizarse para investigar funciones fisiológicas aún desconocidas.
¿Una herramienta diagnóstica del futuro? Aplicaciones futuras: agricultura, medicina y biotecnología
El estudio demuestra que la emisión de fotones ultradébiles no es un fenómeno esotérico o residual, sino un marcador dinámico de procesos biológicos esenciales. Su detección podría ofrecer un método completamente no invasivo y libre de marcadores químicos para estudiar la salud, el estrés y la vitalidad en organismos vivos.
En el caso de las plantas, esto podría traducirse en aplicaciones agrícolas, como sistemas automáticos para detectar estrés hídrico o infecciones antes de que sean visibles.
En el ámbito médico, la posibilidad de usa la UPE para monitorizar el metabolismo o incluso detectar enfermedades como el cáncer y el alzhéimer ha sido ya explorada en investigaciones previas.
¿Qué tecnología permite captar esta luz?
Oblak cuenta que para el ensayo usaron dos tipos de cámaras:
✅ La EMCCD Andor iXon ultra 888, para el estudio de las plantas.
✅ La CCD Andor iKon L en un sistema IVIS, para la exploración de los ratones.
Una y otra tecnología alcanzan eficiencias cuánticas superiores al 90% y permiten la captura de bioluminiscencia espontánea sin necesidad de colorantes ni marcadores. Y, gracias a la sensibilidad de las dos cámaras, los investigadores pudieron captar y cuantificar señales extremadamente débiles con una resolución sin precedentes.
Esto demuestra que la combinación de tecnología avanzada y conocimiento biológico puede abrir nuevas vías en la exploración del cuerpo humano y del mundo vegetal.
La luz más débil podría ser la más reveladora
La emisión de fotones ultra débiles se perfila como una herramienta no invasiva, versátil y con aplicaciones en múltiples campos. Desde confirmar si un organismo está vivo hasta medir el estrés en hojas de plantas, la UPE nos permite ver procesos biológicos hasta ahora invisibles.
En un futuro próximo, sensores ópticos acoplados a sistemas de inteligencia artificial (IA) podrían ofrecer diagnóstico en tiempo real sin necesidad de biopsias ni intervenciones, tanto en humanos como en plantas. ▪️
Fuente: V. Salari, V. Seshan, L. Frankle, D. England, C. Simon, D. Oblak. Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under StressClick to copy article link. The Journal of Physical Chemistry Letter (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
