La contrailuminación es un método de camuflaje activo que se observa en animales marinos como el calamar luciérnaga y el pez guardiamarina , y en prototipos militares, que produce luz que coincide con su fondo tanto en brillo como en longitud de onda.
Los animales marinos de la zona mesopelágica (media agua) tienden a aparecer oscuros contra la brillante superficie del agua cuando se ven desde abajo. Pueden camuflarse, a menudo de los depredadores pero también de sus presas, produciendo luz con fotóforos bioluminiscentes en sus superficies orientadas hacia abajo, reduciendo el contraste de sus siluetas con el fondo. La luz puede ser producida por los propios animales o por bacterias simbióticas , a menudo Aliivibrio fischeri .
La contrailuminación se diferencia del contrasombreado , que utiliza únicamente pigmentos como la melanina para reducir la apariencia de las sombras. Es uno de los tipos dominantes de camuflaje acuático , junto con la transparencia y el plateado . Los tres métodos hacen que los animales en aguas abiertas se parezcan a su entorno.
La contrailuminación no ha tenido un uso militar generalizado , pero durante la Segunda Guerra Mundial se probó en barcos en el proyecto canadiense de camuflaje de iluminación difusa y en aviones en el proyecto estadounidense de luces Yehudi .
En el mar, la contrailuminación es uno de los tres métodos dominantes de camuflaje submarino , siendo los otros dos la transparencia y el plateado. [1] Entre los animales marinos, especialmente crustáceos , cefalópodos y peces , el camuflaje de contrailuminación se produce cuando la luz bioluminiscente de los fotóforos en la superficie ventral de un organismo se combina con la luz que irradia del entorno. [2] La bioluminiscencia se utiliza para oscurecer la silueta del organismo producida por la luz que cae desde abajo. La contrailuminación se diferencia del contrasombreado , también utilizado por muchos animales marinos, en el que se utilizan pigmentos para oscurecer la parte superior del cuerpo, mientras que la parte inferior se aclara lo más posible con un pigmento, concretamente el blanco. El contrasombreado falla cuando la luz que incide sobre la parte inferior del animal es demasiado débil para que parezca tan brillante como el fondo. Esto ocurre comúnmente cuando el fondo es la superficie del océano relativamente brillante y el animal nada en las profundidades mesopelágicas del mar. La contrailuminación va más allá del contrasombreado y, de hecho, ilumina la parte inferior de la carrocería. [3] [4]
La contrailuminación se basa en órganos que producen luz, los fotóforos. Se trata de estructuras aproximadamente esféricas que aparecen como puntos luminosos en muchos animales marinos, incluidos peces y cefalópodos. El órgano puede ser simple o tan complejo como el ojo humano y estar equipado con lentes, obturadores, filtros de color y reflectores. [5]
En el calamar bobtail hawaiano ( Euprymna scolopes ), la luz se produce en un órgano luminoso grande y complejo de dos lóbulos dentro de la cavidad del manto del calamar. En la parte superior del órgano (lado dorsal) hay un reflector que dirige la luz hacia abajo. Debajo hay contenedores (criptas) revestidos con epitelio que contiene bacterias simbióticas productoras de luz. Debajo de ellos hay una especie de iris , formado por ramas (divertículos) de su saco de tinta ; y debajo hay una lente. Tanto el reflector como la lente derivan del mesodermo . La luz sale del órgano hacia abajo, una parte viaja directamente y otra parte sale del reflector. Alrededor del 95% de las bacterias productoras de luz se eliminan cada mañana al amanecer; La población del órgano luminoso aumenta lentamente durante el día hasta un máximo de unas 10 12 bacterias al anochecer: durante el día esta especie se esconde en la arena, lejos de los depredadores, y durante el día no intenta contrailuminarse, lo que en cualquier caso caso requiere una luz mucho más brillante que la salida de su órgano luminoso. La luz emitida brilla a través de la piel de la parte inferior del calamar. Para reducir la producción de luz, el calamar puede cambiar la forma de su iris; También puede ajustar la intensidad de los filtros amarillos en su parte inferior, que presumiblemente cambian el equilibrio de las longitudes de onda emitidas. La producción de luz se correlaciona con la intensidad de la luz que proviene de abajo, pero es aproximadamente un tercio más brillante; el calamar es capaz de rastrear cambios repetidos de brillo. [6]
Por la noche, los organismos nocturnos igualan la longitud de onda y la intensidad de la luz de su bioluminiscencia con la de la luz de la luna y la dirigen hacia abajo mientras nadan, para ayudarlos a pasar desapercibidos para los observadores que se encuentran debajo. [6] [7]
En el calamar flash ( Abralia veranyi ), una especie que migra diariamente entre la superficie y las aguas profundas , un estudio demostró que la luz producida es más azul en aguas frías y más verde en aguas más cálidas, sirviendo la temperatura como guía para determinar el espectro de emisión requerido . El animal tiene más de 550 fotóforos en su parte inferior, que consisten en filas de cuatro a seis fotóforos grandes que recorren el cuerpo y muchos fotóforos más pequeños esparcidos por la superficie. En agua fría a 11 grados Celsius, los fotóforos del calamar produjeron un espectro simple (unimodal) con su pico a 490 nanómetros (azul-verde). En aguas más cálidas, a 24 grados Celsius, el calamar añadió una emisión más débil (formando un hombro en el costado del pico principal) de alrededor de 440 nanómetros (azul), del mismo grupo de fotóforos. Otros grupos quedaron sin ser iluminados: otras especies, y quizás A. veranyi de sus otros grupos de fotóforos, pueden producir un tercer componente espectral cuando sea necesario. Otro calamar, Abralia trigonura , es capaz de producir tres componentes espectrales: a 440 y 536 nanómetros (verde), que aparecen a 25 grados Celsius, aparentemente a partir de los mismos fotóforos; y entre 470 y 480 nanómetros (azul verdoso), fácilmente el componente más fuerte a 6 grados Celsius, aparentemente de un grupo diferente de fotóforos. Además, muchas especies pueden variar la luz que emiten haciéndola pasar a través de una variedad de filtros de color. [8]
El camuflaje de contrailuminación redujo a la mitad la depredación entre los individuos que lo emplearon en comparación con aquellos que no lo emplearon en el pez guardiamarina Porichthys notatus . [6] [9]
La bioluminiscencia utilizada para la contrailuminación puede ser autógena (producida por el propio animal, como en los cefalópodos pelágicos como Vampyroteuthis , Stauroteuthis y pulpos pelágicos de Bolitaenidae [10] ) o bacteriogénica (producida por simbiontes bacterianos ). La bacteria luminiscente suele ser Aliivibrio fischeri , como por ejemplo en el calamar bobtail hawaiano. [6]
Reducir la silueta es principalmente una defensa contra los depredadores para los organismos mesopelágicos (de aguas medias). La reducción de la silueta debido a la luz altamente direccional que proviene de abajo es importante, ya que no hay refugio en aguas abiertas y la depredación se produce desde abajo. [3] [11] [12] Muchos cefalópodos mesopelágicos como el calamar luciérnaga ( Watasenia scintillans ), los crustáceos decápodos y los peces de aguas profundas utilizan contrailuminación; Funciona mejor para ellos cuando los niveles de luz ambiental son bajos, dejando la luz difusa que proviene de arriba como única fuente de luz. [6] [3] Algunos tiburones de aguas profundas, incluidos Dalatias licha , Etmopterus lucifer y Etmopterus granulosus , son bioluminiscentes, probablemente para camuflarse de los depredadores que atacan desde abajo. [13]
Además de su eficacia como mecanismo para evitar a los depredadores, la contrailuminación también sirve como una herramienta esencial para los propios depredadores. Algunas especies de tiburones, como el tiburón linterna de vientre aterciopelado de aguas profundas ( Etmopterus spinax ), utilizan contrailuminación para permanecer ocultos de sus presas. [14] Otros ejemplos bien estudiados incluyen el tiburón cortador de galletas ( Isistius brasiliensis ), el pez hacha marino y el calamar bobtail hawaiano. [6] Más del 10% de las especies de tiburones pueden ser bioluminiscentes, aunque algunas, como los tiburones linterna, pueden utilizar la luz para señalar y camuflarse. [15]
Un animal camuflado por la contrailuminación no es del todo invisible. Un depredador podría detectar fotóforos individuales en la parte inferior de una presa camuflada, si tuviera una visión suficientemente aguda, o podría detectar la diferencia restante de brillo entre la presa y el fondo. Los depredadores con una agudeza visual de 0,11 grados (de arco) podrían detectar fotóforos individuales del pez linterna de Madeira Ceratoscopelus maderensis a una distancia de hasta 2 metros (2,2 yardas) y podrían ver la disposición general de los grupos de fotóforos con peor agudeza visual. Lo mismo se aplica también a Abralia veranyi , pero en gran medida lo delatan sus aletas y tentáculos apagados, que aparecen oscuros contra el fondo desde una distancia de hasta 8 metros (8,7 yardas). De todos modos, el camuflaje de contrailuminación de estas especies es extremadamente eficaz, reduciendo radicalmente su detectabilidad. [2] [un]
El camuflaje activo en forma de contrailuminación rara vez se ha utilizado con fines militares, pero ha sido un prototipo en el camuflaje de barcos y aviones a partir de la Segunda Guerra Mundial. [16] [17] [18]
El camuflaje de iluminación difusa , en el que se proyecta luz visible en los costados de los barcos para igualar el tenue resplandor del cielo nocturno, fue probado por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá a partir de 1941, y luego por la Royal Navy , durante la Segunda Guerra Mundial. Alrededor de 60 proyectores de luz se montaron alrededor del casco y en la superestructura del barco, como el puente y las chimeneas. En promedio, el sistema redujo la distancia a la que se podía ver un barco desde un submarino en la superficie en un 25% usando binoculares, o en un 33% a simple vista. El camuflaje funcionó mejor en noches claras sin luna: en una noche así en enero de 1942, el HMS Largs no fue visto hasta que se acercó a 2250 yardas (2060 m) cuando estaba contrailuminado, pero fue visible a 5250 yardas (4800 m) sin luz, un 57% de reducción en el alcance. [16] [19]
En 1916, la artista estadounidense Mary Taylor Brush experimentó con el camuflaje en un monoplano Morane-Borel utilizando bombillas alrededor del avión y presentó una patente en 1917 que afirmaba que era "capaz de producir una máquina que es prácticamente invisible en el aire". El concepto no se desarrolló más durante la Primera Guerra Mundial . [20]
El concepto de barco canadiense se probó en aviones estadounidenses, incluidos B-24 Liberators y TBM Avengers en el proyecto de luces Yehudi , que comenzó en 1943, utilizando lámparas orientadas hacia adelante ajustadas automáticamente para igualar el brillo del cielo. El objetivo era permitir que un avión de búsqueda marítima equipado con radar se acercara a un submarino en la superficie dentro de los 30 segundos posteriores a su llegada antes de ser visto, para permitir que el avión arrojara sus cargas de profundidad antes de que el submarino pudiera sumergirse. No había suficiente energía eléctrica disponible para iluminar toda la superficie de la aeronave, y las lámparas exteriores a modo de camuflaje de iluminación difusa habrían interferido con el flujo de aire sobre la superficie de la aeronave, por lo que se eligió un sistema de luces orientadas hacia adelante. Estos tenían un haz con un radio de 3 grados, por lo que los pilotos tenían que volar con el morro del avión apuntando directamente al enemigo. Con viento cruzado , esto requería una trayectoria de aproximación curva, en lugar de una trayectoria en línea recta con el morro apuntando contra el viento. En las pruebas realizadas en 1945, un Avenger contrailuminado no fue visto hasta 3.000 yardas (2,7 km) de su objetivo, en comparación con 12 millas (19 km) para un avión sin camuflar. [17]
La idea fue revisada en 1973 cuando un F-4 Phantom fue equipado con luces de camuflaje en el proyecto "Compass Ghost". [18]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )el prototipo Grumman XFF-1 .. fue equipado con luces como método de camuflaje activo .. La contrailuminación se probó nuevamente en 1973, utilizando un F-4C Phantom II de la Fuerza Aérea de EE. UU. con luces, bajo el nombre COMPASS GHOST
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )