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Bioluminescenza
In natura esistono alcuni organismi viventi che sono in grado di emettere luce. Un classico esempio sono le lucciole.
Il fenomeno alla base di questa capacità è la bioluminescenza.
Scopriamo di cosa si tratta!
Cos'è la bioluminescenza?
La bioluminescenza è la capacità di alcuni esseri viventi di emettere luce. Questo avviene grazie a delle reazioni chimiche che convertono l’energia contenuta nei legami delle molecole in energia luminosa.
Come funziona la bioluminescenza?
La reazione chimica che determina la bioluminescenza avviene all’interno di particolari organi ghiandolari noti come fotofori.
All’interno dei fotofori sono presenti due reagenti, quindi due molecole che fanno reazione :
- Luciferina : è un pigmento
- Luciferasi : è un enzima
La luciferina, in presenza di ossigeno, entra in uno stato eccitato e servendosi di energia (ATP) già presente all’interno delle loro cellule, viene convertita, grazie alla luciferasi, in ossiluciferina. Da tutta questa reazione si avrà la liberazione di energia luminosa.
FMNH₂ + RCHO + O₂ ⟶ FMN + RCOOH + H₂O + luce
Una gran varietà di creature bioluminescenti emette luce attraverso la reazione tra specifiche luciferine e luciferasi, ma questi processi (una parte dei quali non sono ancora stati studiati) possono coinvolgere sostanze differenti. Fermo restando, però, che alla base c’è sempre l’interazione tra due diversi agenti chimici: una molecola che funge da substrato (come appunto la luciferina) e un catalizzatore (come la luciferasi).
Ogni organismo bioluminescente avrà quindi la sua particolare luciferina e luciferasi, ed è proprio per questo che organismi diversi possono emettere luci di colore differente. Possiamo avere emissioni blu, violette, verdi, gialle, arancioni …
Il colore dipenderà dal tipo di molecole di substrato nel sito di reazione, oltre che dalla diversità dell’habitat e dalle caratteristiche dell’organismo emettitore.
A cosa serve la bioluminescenza?
Il fenomeno della bioluminescenza serve a soddisfare delle funzioni e delle esigenze biologiche.
Vediamo ad esempio che le lucciole emettono luce durante la fase di corteggiamento che precede l’accoppiamento, quindi nel loro caso l’emissione di luce serve ad attrarre un compagno.
Vi sono anche casi in cui l’emissione di luce serve a difendersi dai predatori, come nel caso di meduse, piccoli pesci e crostacei. Oppure può servire ad attirare le prede, come nel caso dei pesci lanterna.
O ancora vediamo che i funghi sfruttano la bioluminescenza per attrarre piccoli organismi (solitamente insetti) che possano contribuire alla dispersione delle spore nel buio sottobosco delle foreste.
Quali sono gli organismi bioluminescenti?
Gli organismi in grado di emettere luce sono principalmente organismi semplici ed inoltre è stato riscontrato che la maggior parte degli organismi bioluminescenti popolano il mondo marino, ma non solo. Scopriamone qualcuno :
- Plancton : organismi acquatici galleggianti quali batteri, krill, fitoplancton, zooplancton, microorganismi unicellulari.
- Meduse (Pelagia noctiluca).
- Coralli ed alghe.
- Pesci (si conoscono poco meno di 1500 specie bioluminescenti).
- Calamari (Euprymna scolopes) e altri cefalopodi.
- Muschi (Schistostega osmundacea).
- Alcuni funghi (Panellus Stipticus).
- Vermi
- Insetti e larve (es. lucciole)
Milky seas
Avete mai sentito parlare dei milky seas?
Si tratta di uno dei fenomeni di bioluminescenza più spettacolari in assoluto!
I batteri, quando si ritrovano in enormi quantità e in presenza di particolari condizioni, possono dare origine ai cosiddetti milky seas, ovvero dei bagliori molto intensi che possono ricoprire ampie superfici dell’oceano, alle quali conferiscono ,appunto, il colore bianco del latte.
Tali fenomeni sono stati osservati in particolare nelle aree tropicali, come l’Oceano Indiano.
È possibile osservare questo fenomeno in Italia?
Oltre qualche lucciola difficilmente si può assistere a questo fenomeno nel nostro territorio. Ma non è impossibile!
Nel Mar Mediterraneo, precisamente nell’isola di Filicudi, vi è una grotta nota come Grotta del Bue Marino, dove è possibile ammirare il fenomeno della bioluminescenza!
Questa grotta è infatti nota per la presenza di un organismo bioluminescente unicellulare appartenente al genere dei dinoflagellati.
Curiosità
- Esistono alcuni animali che, pur non avendo le proprietà chimiche per produrre luminosità in modo autonomo, hanno trovato il modo di sfruttare la luce prodotta dagli altri organismi. Un esempio di tale fenomeno sono i pesci lotiformi . Questi pesci abissali infatti “prendono in prestito” la bioluminescenza di alcuni batteri per attirare e catturare le prede. Tra questi batteri ed il pesce in questione esiste un rapporto di simbiosi. I batteri popolano un’escrescenza simile a una lenza sporgente sul suo capo, ottenendo protezione e nutrienti, e in cambio forniscono la luce necessaria al pesce per predare.
- Si dice che anticamente i funghi bioluminescenti erano considerati sacri da alcune tribù in quanto consentivano loro di orientarsi nel buio della giungla.
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