Scopriamo cos'è la bioluminescenza

09 luglio, 2020
La bioluminescenza è uno straordinario fenomeno chimico che consente a una vasta gamma di animali terrestri e marini di sopravvivere emettendo luce.
 

La bioluminescenza è l’emissione di luce che alcuni esseri viventi generano in determinate situazioni per garantire la propria sopravvivenza. È una fonte di luce considerata una reazione a freddo, poiché non emette alcun tipo di calore.

Questo fenomeno, che sembra quasi magico, è diffuso a tutti i livelli biologici. Soprattutto, è presente in molti insetti e animali marini, come le lucciole, il plancton, alcuni vermi e calamari, tra gli altri.

Un’alta percentuale di specie che emettono bioluminescenza vive nel mare, specialmente a profondità superiori a 200 metri, luoghi in cui la radiazione solare non arriva e regna l’oscurità totale. Pertanto, la sopravvivenza del 75% degli animali che vive nelle profondità marine dipende dalla loro capacità di emettere luce.

Il processo chimico alla base della bioluminescenza

Si pensa che la capacità di produrre luce abbia cominciato il proprio percorso evolutivo circa 150 milioni di anni fa. Da quel momento in poi alcune specie, in particolare quelle marine, avrebbero iniziato a produrre luce attraverso una reazione chimica.

Bioluminescenza marina: animale luminoso azzurro

I dettagli di questa reazione chimica dipendono molto dalle specie che la realizzano. Tuttavia, può essere spiegato mediante l’ossidazione della luciferina, una proteina che emette luce quando entra in contatto con l’ossigeno e la luciferasi, un enzima catalizzatore. La luce emessa dalle lucciole è un esempio di questa reazione tra luciferina e luciferasi.

Un altro tipo di reazione chimica che consente ad alcune specie di emettere luce è attraverso gli ioni, piuttosto che gli enzimi. Ciò consente al corpo di controllare la luminosità della luce per rilasciare più o meno proteine, tutto questo controllato dal sistema nervoso dell’animale, in risposta a fattori esterni.

 

Tipi di bioluminescenza

Esistono tre tipi principali di bioluminescenza: intracellulare, extracellulare e quella prodotta dalla relazione simbiotica con i batteri.

Il primo è quello in cui la reazione chimica viene prodotta interamente all’interno del corpo degli animali bioluminescenti, utilizzando delle cellule specializzate. Questo tipo di bioluminescenza è caratteristica di vari calamari e dinoflagellati.

Calamari lucciola

La bioluminescenza extracellulare avviene quando la reazione tra luciferasi e luciferina si verifica all’esterno dell’organismo bioluminescente. Entrambe queste componenti sono immagazzinati in diverse ghiandole all’interno o nella pelle dell’animale.

Quando hanno bisogno dell’emissione di luce, secernono le sostanze per dare vita ad una reazione chimica. Questo tipo di bioluminescenza è comune ad alcuni crostacei degli abissi e cefalopodi.

La bioluminescenza che si verifica attraverso la simbiosi con i batteri è la più diffusa nel regno animale, specialmente tra gli animali marini come molluschi, echinodermi, pesci e vermi. Piccole vesciche, note come fotofori, sono collocate in varie parti del corpo degli animali bioluminescenti, dove immagazzinano batteri luminescenti, che vengono attivati ​​o secreti quando necessario.

 

A cosa serve?

La bioluminescenza copre una vasta gamma di funzioni all’interno del regno animale. Tutte aiutano le specie bioluminescenti a sopravvivere, sia per riprodursi, che per nutrirsi o difendersi.

Come sistema di difesa, la bioluminescenza è altamente efficace: la luce prodotta viene utilizzata per spaventare o confondere i predatori. Questo viene fatto usando una serie di flash.

Alcune specie staccano persino degli arti bioluminescenti dai loro corpi come tecnica di distrazione per impedire loro di attaccare gli organi vitali. Questo è il caso degli Anomalopidae, appartenenti alla famiglia dei pesci lanterna.

Alcune specie usano l’emissione di luce per trovare un compagno. I maschi usano i segnali luminosi per attirare l’interesse delle femmine, mentre le femmine possono rispondere ai maschi con altre emissioni luminose. Questa tecnica viene utilizzata dalle lucciole per riprodursi. Un altro caso è quello dell’intensità della luminosità della luce emessa che dimostra il potenziale di virilità del maschio.

La bioluminescenza è anche usata come tecnica offensiva. L’esempio più eclatante sono le specie che usano la luce come esca, perché alcuni pesci sono attratti dalla luce e vengono mangiati quando sono abbastanza vicini. inoltre, la luce può essere utilizzata dai predatori per vedere meglio nelle profondità marine.

 

Martín,A.; Serrano,S.; Santos, A.; Marquina, D. & C. Vázquez (2010). “Bioluminiscencia bacteriana”. REDUCA (Bología), III-5: 75 -86.