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I colori della bioluminescenza

On 11/07/2019 by dellabellezza

La bioluminescenza è un fenomeno naturale che comporta l’emissione di luce da parte di organismi viventi sia animali che vegetali, grazie a sistemi enzimatici che si attivano in presenza di ossigeno. La reazione chemioluminescente determina l’eccitamento di una molecola che ritorna poi nel suo normale stato, emettendo un quanto di luce. L’intensità della luce dipende dalla temperatura dell’ambiente, aumentando in modo proporzionale ad essa ed è specifica per le varie specie. È stata osservata nei fotobatteri, in alcuni funghi Basidiomiceti e in molte specie animali.

Arachnocampa luminosa

Arachnocampa luminosa sulle pareti di una grotta in  Nuova Zelanda, ph. Joseph Micheal

Attualmente si conoscono oltre 660 generi di animali capaci di emettere energia luminosa.

La più famosa creatura bioluminescente è la lucciola. Tutte le larve di lucciola sono bioluminescenti, mentre alcune specie adulte non hanno la capacità di brillare.

Ph. Hiramatsu Tsuneaki, lucciole nei boschi dell’isola di Shikoku, Giappone

Fotofori e luciferina

Circa i due terzi degli organismi abissali è bioluminescente, in particolare diverse specie di cnidari (coralli e meduse), ctenofori (organismi trasparenti e fluttuanti), policheti (vermi marini), crostacei, molluschi e pesci, alcuni dei quali presentano dei veri e propri organi complessi costituiti da strati di cellule fotogene, riflettenti e pigmentate.

Nel caso degli animali la luce può essere emessa da tutto il corpo, in altri casi da particolari organi detti fotofori e comunque il fenomeno può avvenire in modi differenti. In alcuni fotofori la luce è prodotta all’interno di cellule, i fotociti, per ossidazione di una proteina, detta luciferina, con emissione di raggi luminosi; in altri la stessa reazione è prodotta da batteri, che vengono espulsi direttamente all’esterno. In ogni caso la luce emessa è “fredda”, cioè non accompagnata da produzione di calore, e le sue lunghezze d’onda variano fra il giallo-verde e il verde-azzurro. Tipici sono i fotofori di alcune specie di Cefalopodi (molluschi marini), in particolare in quelle che vivono a grandi profondità, dove il buio impedisce la visione dei colori e la bioluminescenza permette di attrarre gli individui di sesso opposto a scopo riproduttivo o i piccoli pesci di cui l’animale si nutre. Un esempio è dato dal calamaro lucciola (Watasenia scintillans) che vive nell’Oceano Pacifico.

Wataseria scintillans

Noctiluca scintillans

L’alga bioluminescente Noctiluca scintillans si può trovare nelle acque neritiche in molte parti del globo, eccezion fatta per il polo. Alcune popolazioni di Noctiluca scintillans sono state trovate lungo le coste dell’Australia, del Giappone, della Cina e dell’Italia. Quindi la Noctiluca è in grado di sopravvivere in una grande varietà di ecosistemi, diventando meno abbondante lontano dalla superficie dell’acqua. Essa è capace di vivere sia a temperature vicine ai 30°C che al di sotto dello 0°, ma d’inverno le popolazioni sembrano sparire, per poi tornare a crescere in primavera. Queste fioriture creano rosse maree di giorno, chiaramente visibili anche da lontano, di notte invece, se vengono disturbate, emettono una fantastica luce blu.

Kin Cheung, www.theatlantic.com L'alga Noctiluca scintillans fotografata lungo le coste di Hong Kong

L’alga Noctiluca scintillans fotografata lungo le coste di Hong Kong, Kin Cheung, http://www.theatlantic.com

Ma le immagini notturne sono l’unico aspetto positivo di questa fioritura dell’alga, che è legata al riscaldamento globale: N. scintillans, la cui eccessiva moltiplicazione è spesso dovuta all’afflusso di acque povere di ossigeno, provoca infatti una massiccia moria delle specie planctoniche e ittiche e occasionalmente può causare il rilascio in atmosfera di nubi di ammoniaca molto pericolose.

Leena Wisby

Ph. Leena Wisby

L’effetto surreale e delicato offerto da questi microrganismi ha ispirato il fotografo Eric Parè che ha creato una serie di ritratti notturni nelle acque dei Caraibi, esposti in aprile all’International Public Art Festival (IPAF) in Messico.

Ph. Eric Parè

I funghi bioluminescenti

Le specie di funghi esistenti sono circa 85000, di cui 71 sono ritenute bioluminescenti. Il primo a identificare un fungo bioluminescente fu  il botanico inglese George Gardner a Natividade in Brasile nel 1849, quando vide alcuni ragazzi giocare con un oggetto luminoso, che altro non era che un fungo, poi ribattezzato Agaricus gardneri in suo onore.

 

Ph. Taylor Lockwood

Le funzioni della bioluminescenza

La bioluminescenza ha cinque funzioni identificate fino ad oggi: mimetismo, attrazione, repulsione, comunicazione (tra i batteri) e illuminazione.

La bioluminescenza delle larve di lucciola può essere un deterrente per i predatori, segnalando la presenza di sostanze chimiche dall’effetto spiacevole. Alcune specie di calamari e crostacei usano nuvole di batteri bioluminescenti per confondere i predatori, proprio come altre specie di calamari usano l’inchiostro.

Il ruolo della luce lampeggiante delle lucciole adulte è più complesso, alcune specie si affidano esclusivamente ai feromoni per attirare un compagno, mentre altre sviluppano modelli e velocità di lampeggio unici. La velocità del flash può cambiare per indicare a un maschio volante che una femmina a terra è interessata alle sue avance. Il periodo di tempo tra il lampo maschile e la risposta femminile viene anche utilizzato per identificare le femmine della stessa specie.

Il colore

L’aspetto della luce bioluminescente varia notevolmente a seconda dell’habitat  in cui si trova e dell’organismo.   La maggior parte della bioluminescenza marina, per esempio, è espressa nella parte blu-verde dello spettro della luce visibile. Questi colori sono più facilmente visibili nell’oceano profondo. Inoltre, la maggior parte degli organismi marini sono sensibili solo ai colori blu-verde e non sono fisicamente in grado di elaborare i colori giallo, rosso o viola.   La maggior parte degli organismi terrestri presenta sia bioluminescenza blu-verde che gialla, comprese le lucciole e l’unica lumaca di terra conosciuta per la bioluminescenza, Quantula striata, originaria dei tropici dell’Asia sud-orientale.

Quantula striata

https://biolum.eemb.ucsb.edu/

 

 

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