Con este artículo comenzamos una serie de colaboraciones sobre los distintos aspectos del acuarismo marino más moderno y actual. Todo visto bajo la óptica y los conocimientos de uno de los miembros (moderador de marinos en el panel de mensajes), que mejor entiende estos temas. Esperamos que disfrutéis de ellos.

INTRODUCCIÓN. ¿QUÉ ES LA LUZ?

Figura 1.

Si se responde a esta complicada pregunta con una sencilla y académica definición, podemos afirmar que "la luz es el fenómeno físico que permite a los cuerpos hacerse visibles".

Ampliando un poco esta definición también podemos añadir que existen "cuerpos luminosos y cuerpos iluminados". Los cuerpos luminosos, son los que tienen la capacidad de emitir luz por sí mismos como por ejemplo, el sol. Al resto, les podemos denominar cuerpos iluminados y son los que reflejan o absorben en mayor o menor grado la luz recibida.

Este es el caso de la atmósfera y los océanos, que dentro de la clasificación de los cuerpos iluminados se encuentran enmarcados en la categoría de cuerpos transparentes, es decir, permiten pasar cierta cantidad de luz y nos permiten observar los objetos que se encuentran en su interior.

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LA LUZ

La luz blanca visible o espectro visible, es tan solo una pequeña fracción del espectro electromagnético total. Todos los colores del espectro visible combinados entre sí dan como resultado la luz blanca. Estos colores, básicamente son, el rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta y todas las combinaciones posibles entre ellos, como por ejemplo, el amarillo-verde o el azul-verde. Aparte de la luz visible, el espectro electromagnético también se compone de otras muchas radiaciones, como los rayos x, los rayos y, la luz ultravioleta, la luz infrarroja y las ondas radioeléctricas cortas y largas, por ejemplo.

Figura 2.

El ojo humano está diseñado de tal forma que no es capaz de percibir las ondas situadas a los extremos de la luz visible, es decir la luz ultravioleta (onda corta) y la luz infrarroja (onda larga). La amplitud de las ondas electromagnéticas (longitud de onda) se mide entre las dos crestas o valles de una onda en nm o nanómetros. El espectro de la luz blanca visible está comprendido aproximadamente entre los 400 y 800 nm.

Figura 3.

Cuando la luz solar se hace pasar a través de un prisma de cristal se dispersa y forma un "arco iris" o espectro, como demostró por primera vez en 1.666 el físico inglés Isaac Newton (1642-1727). Este fenómeno se debe a que la luz blanca, como ya hemos dicho, está formada por ondas de diferentes longitudes, y cuando un rayo de luz atraviesa el prisma se desvía en una proporción determinada por su longitud de onda propia. Cuanto más corta es la longitud de onda, más se desvía. El espectro está compuesto, pues, por todas las ondas luminosas dispersadas ordenadamente, con las ondas más largas situadas en un extremo y las más cortas situadas en el otro.

LA LUZ Y EL OCÉANO

En el océano la luz se comporta de una manera completamente diferente a como lo hace en la superficie, es decir, en la atmósfera. Aparte de los fenómenos típicos de cambio de velocidad y refracción que la luz experimenta al atravesar la columna de agua, es también destacable el de absorción. El agua absorbe algunas radiaciones del espectro electromagnético muy rápidamente, y en consecuencia, de este fenómeno se produce un calentamiento temporal de la zona eufótica, es decir, la zona mas próxima a la superficie en donde se produce la fotosíntesis.

En los primeros metros bajo la superficie del mar son absorbidas las radiaciones rojas con una longitud de onda superior a los 600 nm. A tan solo unos 10-15 metros bajo la superficie del océano el espectro visible se reduce a una pequeña banda azul comprendida entre los 450 nm.y los 550 nm. Sin embargo, en las aguas costeras, más turbias que las oceánicas debido a la presencia en mayor grado de nutrientes y otros muchos compuestos, y a igual profundidad, el color predominante es el verde o verde-azul. Aunque pueda parecer increíble, en las aguas oceánicas, el espectro electromagnético es capaz de alcanzar hasta l.000 metros de profundidad, pero nuestro ojo no es capaz de percibir la luz en inmersiones por debajo de los 50 metros. Para medir la luz a tales profundidades hay que utilizar complejos aparatos de medida. El tipo de luz al que ahora nos referimos nada tiene que ver con la franja de luz blanca visible.

LA LUZ, EL FUNDAMENTO DE LA VIDA

Sin embargo, todos sabemos que la luz es algo mucho más importante que todo lo anterior, algo fundamental para la consecución de la vida, ya que sin luz las bacterias, las algas y las plantas, u organismos autótrofos, no serían capaces de progresar y generar unas condiciones óptimas y favorables para el desarrollo de la vida animal.

Como prueba evidente de ésto podemos asegurar que, paradójicamente, todo el oxígeno presente en la atmósfera terrestre es en realidad un producto de desecho, generado por los vegetales en su proceso vital de fotosíntesis.

Figura 4.

La luz es el fundamento de la vida ya que en ausencia de ésta ninguna planta o alga progresaría y, en consecuencia de ésto, no sería factible la existencia de la vida animal.

LA LUZ Y LAS ALGAS

La luz es un complejo factor ambiental que interviene según la cantidad (o lo que podemos denominar también intensidad luminosa), calidad (o tipo de radiación) y foto-periodo (o duración relativa de los periodos de luz y de oscuridad) sobre los organismos autótrofos, que tras millones de años de evolución han incorporado complejas dotaciones pigmentarias en sus cloroplastos; con el exclusivo fin de aprovechar al máximo el espectro electromagnético disponible en su entorno vital.

Las diferentes dotaciones pigmentarias intervienen directamente en la captura de la luz y según sea su naturaleza, absorben longitudes de onda que la clorofila no es capaz absorber por sí misma. Ésto mismo también ocurre con las algas, en las que, al igual que en los vegetales terrestres, el foto-periodo se muestra como factor de vital importancia. Y puede ser el desencadenante, por ejemplo, del desarrollo de especies estacionales o de los mecanismos de reproducción de muchas y variadas especies.

Figura 5.

Las algas rojas, pardas o verdes no absorben con la misma eficiencia el conjunto de radiaciones del espectro solar. Ésto se comprende muy fácilmente si nos fijamos en que "el color que percibimos de un objeto es precisamente el que corresponde al tipo de radiación que no es capaz de absorber" y en que, por el contrario, "la radiación que absorbe, corresponde al color complementario del color que estamos observando".

Así pues, las algas rojas, captan con mucha intensidad las radiaciones verdes y las algas verdes, al contrario, las radiaciones rojas. Por lo tanto, no todas las algas emplean la luz de la misma manera y, sobre esta base, los científicos de finales del siglo XIX elaboraron la teoría de la "adaptación cromática complementaria en función de las radiaciones disponibles". De la cual se desprende que en las zonas próximas a la superficie predominan las algas verdes o clorófitos que precisan de las radiaciones rojas. En zonas intermedias abundan las algas pardas o cromófitos. Y en la zona bentónica o zona más profunda, donde abundan las radiaciones verdes, existe un gran desarrollo de algas rojas o rodófitos.

Pero tras años de profundos estudios, en la actualidad, nuestros biólogos marinos han demostrado la existencia de algas verdes en las zonas profundas y algas rojas en la superficie. En nuestros días se le presta más atención a la intensidad luminosa y se intenta distinguir entre especies fotófilas y especies esciáfilas, según sea el grado de necesidad respecto a la intensidad luminosa que éstas presentan.

En lo concerniente a la calidad de luz, actualmente sabemos que las algas precisan espectros con "picos" en el color rojo, naranja y azul. Los invertebrados, como veremos mas adelante, los prefieren sin embargo en los colores azul y violeta. Respecto al foto-periodo es de sobra conocido que en las zonas tropicales y sub-tropicales el día cuenta con unas doce horas de luz solar de alta intensidad. Y, como decíamos anteriormente, la calidad de luz está íntimamente ligada a las diferentes radiaciones que la componen y éstas, a su vez, son absorbidas por las diferentes capas de la columna de agua, en función de su longitud de onda. Éstas últimas apreciaciones debemos tenerlas muy presentas a la hora de diseñar y programar el sistema de iluminación de nuestro acuario marino.

FOTO-GLOSARIO

Autótrofo:

Organismo que sintetiza nutrientes partiendo de materia inorgánica.

Caróteno:

Pigmento rojo-anaranjado contenido en los plastos de las algas y que interviene en la fotosíntesis (captador de energía luminosa). A veces también se acumula en el citoplasma.

Clorofila:

O mejor dicho, Clorofilas (A, B, C, D y E). Conjunto de pigmentos verdes contenidos en los cloroplastos y que intervienen en la captura de energía luminosa durante la fotosíntesis.

Cloroplasto:

Órgano celular donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos de las algas y los vegetales verdes.

Color complementario:

Color que, sumado a otro, da como resultado el blanco.

Dotación pigmentaria:

Conjunto de pigmentos contenidos en los plastos y que intervienen en la fotosíntesis.

Esciáfilo:

Organismo afín a la sombra. Biotopo poco iluminado.

Eufótica (zona):

Zona superficial del océano donde tiene lugar la fotosíntesis.

Fotófilo:

Organismo afín a la luz. Biotopo bien iluminado.

Fotosíntesis:

Proceso Bioquímico de síntesis de materia orgánica a partir de elementos minerales y energía solar.

Ficocianinas:

En ciertos vegetales, pigmentos asociados a la clorofila.

Ficoeritrinas:

En ciertos vegetales, pigmentos asociados a la clorofila.

Foto-periodo:

Fase lumínica del ciclo día-noche. Duración relativa de los periodos de luz y oscuridad.

MAGNITUDES FOTOMÉTRICAS

Intensidad Luminosa

Intensidad de luz que un cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino (2.046ºK), emite normalmente a través de un orificio de superficie unidad.

Unidad= Candela.

BIBLIOGRAFÍA

J. Cabioc´h, J. Y. Floch, A. Le Toquín, C. F. Boudouresque, A. Meinesz, M. Verlaque, 1992 Guide des algues des mers d´europe.

I. Asimov, 1985 The exploding suns.

JBL, 1998 Cuaderno 7 ¿Qué?-¿Cómo?-¿Por qué?.

FOTOGRAFÍAS

Figuras 1 y 4, provienen del "CATALOGO GENERAL DE LUZ 2000, OSRAM".

Figuras 2,3 y 5 provienen de http://fai.unne.edu.ar/biologia/planta/fotosint.htm