Bioluminescência
A bioluminescência é a capacidade dos seres vivos de produzir luz. Muitas vezes isso é feito por simbiose. Nisto, o organismo maior contém, muitas vezes em um órgão especial, microorganismos que produzem a luz. Os protistas de Eukaryote têm organelas especiais, e algumas bactérias também produzem luz. A bioluminescência é o resultado de processos químicos, onde a energia produzida é liberada como luz visível. A bioluminescência tem aparecido muitas vezes durante a evolução.
O ATP (adenosina trifosfato), a fonte de energia biológica, reage com a luciferina com a ajuda da enzima luciferase para produzir um complexo intermediário. Este complexo combina com oxigênio para produzir um composto altamente quimioluminescente (brilhantemente brilhante).
O papel das Gama Proteobactérias na produção de luz é discutido em detalhes nos trabalhos de referência. A capacidade de produzir luz é uma extensão do metabolismo normal: todas as reações químicas produzem alguns fótons. A luz visível é produzida quando a produção de fótons aumenta. No caso de bactérias, a função original da reação era provavelmente desintoxicar o excesso de oxigênio.
Flying and glowing Photinus pyralis, uma mosca de fogo.
Omphalotus nidiformis
Exemplo de uma espécie bioluminescente de cogumelo...
...brilhando com as luzes apagadas.
Os oceanos
A bioluminescência é principalmente um fenômeno marinho.
"Ela é a fonte predominante de luz na maior fração do volume habitável da terra, o oceano profundo. Em contraste, a bioluminescência está essencialmente ausente (com algumas exceções) na água doce, mesmo no Lago Baikal".
A bioluminescência é encontrada no mar em todos os níveis: organismos planctônicos, pelágicos e bentônicos. Alguns grupos planctônicos, como os dinoflagelados e os ctenóforos (geleias de pente) a utilizam na maioria das espécies. A maioria da vida marinha de profundidade utiliza a bioluminescência de uma forma ou de outra. Normalmente, a emissão de luz marinha pertence ao espectro de luz azul e verde, os comprimentos de onda que podem transmitir através da água do mar com mais facilidade.
Funções da bioluminescência
Para obter uma lista, consulte a página da Biolum.
Camuflagem de contra-iluminação
Em algumas espécies de lulas, a bioluminescência bacteriana é usada para contra-iluminar o animal, de modo que ele corresponda à luz ambiente vista de baixo para cima. Nestes animais, os órgãos de luz controlam o contraste desta iluminação para criar uma correspondência ideal. Normalmente, estes órgãos de luz são separados do tecido que contém as bactérias bioluminescentes.
Atração
A bioluminescência é usada como isca para atrair presas por vários peixes de águas profundas, como o tamboril. Uma isca suspensa na cabeça do peixe atrai pequenos animais para ele dentro de uma distância impressionante. Alguns peixes, entretanto, usam uma isca não bioluminescente.
O tubarão cookiecutter usa a bioluminescência para camuflagem, mas uma pequena mancha em sua barriga inferior permanece escura e aparece como um pequeno peixe para grandes peixes predadores como atum e cavala nadando por baixo dela. Quando estes peixes tentam consumir os "pequenos peixes", eles são mordidos pelo tubarão, que arranca pequenos pedaços de carne em forma de "biscoito" circular de seus anfitriões.
Os dinoflagelados têm uma interessante reviravolta neste mecanismo. Quando um predador de plâncton é detectado através do movimento na água, o dinoflagelado luminesce. Isto, por sua vez, atrai predadores ainda maiores que consumirão o aspirante a predador do dinoflagelado.
Atrair companheiros é uma função importante da bioluminescência. Isto é visto em pirilampos, que usam flashes periódicos em seus abdomes para atrair os companheiros na época do acasalamento. No ambiente marinho, isto só tem sido bem documentado em certos pequenos crustáceos ostracodistas, mas pode ser bastante comum.
Repulsão
Certas lulas e pequenos crustáceos usam bioluminescência como muitas lulas usam tinta. Uma nuvem de luminescência é expelida, confundindo ou repelindo um predador potencial enquanto a lula ou crustáceo escapa para a segurança. Cada espécie de vaga-lume tem larvas que brilham para repelir os predadores.
Fêmea de Lampyris noctiluca, o Bicho-de-Brilho Comum.
Larva Firefly
Biotecnologia
Os organismos bioluminescentes são um alvo para muitas áreas de pesquisa. Os sistemas luciferase são amplamente utilizados no campo da engenharia genética. Eles também têm sido usados na pesquisa biomédica, para dar a algumas células rótulos visíveis. A luciferina pode ser adicionada a moléculas e células para torná-las visíveis sob o microscópio. "Este mercado vale agora cerca de 20 bilhões de libras". Se você for a um hospital e fizer um exame de sangue que mede proteínas virais, proteínas cancerígenas, hormônios, vitaminas, proteínas bacterianas, drogas, ele quase certamente utilizará esta técnica".
A estrutura dos fotoforos, os órgãos produtores de luz em organismos bioluminescentes, estão sendo investigados por projetistas industriais.
Renderização artística do krill bioluminescente antártico
Organismos bioluminescentes
Esta é uma lista de organismos que possuem bioluminescência visível:
Organismos terrestres
Animais:
- Arthropods
- pirilampos
- escaravelhos de clique
- vermes brilhantes
- minhocas ferroviárias
- certas moscascetofílides
- certas centopéias, como o Geophilus carpophagus.
- certos milípedes, como Motyxia.
- um molusco terrestre (um caramujo terrestre tropical)
- Quantula striata
- Annelids
- Fungos - Um total de 71 espécies são bioluminescentes, incluindo espécies de Armillaria, Omphalotus, Mycena, Gerronema, Pleurotus.
- Cogumelos (ver Foxfire)
- Cogumelo Jack O'Lanternas (Omphalotus olearius)
- fungo fantasma (Omphalotus nidiformis)
- Cogumelo de mel
- Panellus stipticus
Peixes
- Tamboril
- Tubarão-cortador de bolacha
- Lanterna de peixe
- Enguia de golfinho
- Lanternfish
- Pesca de escotilha marinha
- Pescador meio navio
- Pineconefish
- Viperfish
Vaga-lumes
Apesar de seu nome, os pirilampos são na verdade besouros que utilizam uma reação enzimática envolvendo um composto químico chamado luciferina para produzir sua típica luz piscante esverdeada. Além de possivelmente avisar os predadores sobre sua toxicidade, pensa-se que o principal objetivo de seu abdômen piscante é atrair os companheiros.
Invertebrados marinhos
- muitos Cnidários
- Canetas marítimas
- corais
- Aequorea victoria, uma água-viva
- certos ctenóforos ou "geleias de pentear".
- certos equinodermos (por exemplo, Ophiurida)
- certos crustáceos
- duas espécies de chaetognaths
- certos moluscos
- certas amêijoas e outros bivalves
- certos nudibranquios, lesmas do mar
- Octopods
- Bolitaenidae
- pedir Teuthida
- Lula colossal
- Mastigoteuthidae
- Sepiolidae
- Lula Enope cintilante
- Lula de vampiro
Microorganismos
- Dinoflagelados (por exemplo, Noctiluca scintillans, Pyrodimium bahamense).
- Vibrionaceae (por exemplo, Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, Vibrio phosphoreum)
- Os membros da família das bactérias marinhas Shewanellaceae, Shewanella hanedai e Shewanella woodyi são bioluminescentes.
Perguntas e Respostas
P: O que é bioluminescência?
R: A bioluminescência é a produção de luz por seres vivos.
P: Como funciona a bioluminescência?
R: A bioluminescência funciona através de processos químicos, onde a energia produzida é liberada como luz visível.
P: Que organismos produzem a luz bioluminescente?
R: Os protistas da Eukaryote têm organelas especiais que produzem luz bioluminescente, e algumas bactérias também produzem esse tipo de luz.
P: De onde veio a capacidade de produzir luz bioluminescente?
R: A capacidade de produzir luz bioluminescente é uma extensão do metabolismo normal; todas as reações químicas produzem naturalmente alguns fótons, e quando a produção de fótons aumenta, a luz visível pode ser vista.
P: Qual era a função original de produzir luz bioluminiscente em bactérias?
R: A função original de produzir luz de cheiro bioluminoso nas bactérias era provavelmente desintoxicar o excesso de oxigênio.
P: O que são luciferina e luciferase?
R: Luciferina e luciferase são componentes envolvidos na reação entre ATP (adenosina trifosfato) e oxigênio que produz um composto altamente quimioluminescente (brilhantemente brilhante).
