Potreste aver osservato lo scintillio delle lucciole in una notte d’estate. Le lucciole producono luce attraverso una reazione chimica, un processo noto come bioluminescenza. Ma lo sapevate che anche il mare puo’ brillare ? Lo fa grazie alla capacità di alcuni organismi marini che riescono a produrre fonti luminose. Ad esempio alcuni pesci riescono ad accendere una “lampadina” e farla muovere come un’esca davanti la loro bocca per attirare le prede. Alcuni calamari invece di spruzzare inchiostro possono invece “sparare” del liquido bioluminescente per confondere i predatori. Alcuni vermi e piccoli crostacei invece usano la bioluminescenza per attirare i compagni.
Gli esseri umani vedono principalmente la bioluminescenza innescata da un disturbo fisico, come le onde o lo scafo di una barca in movimento, ma spesso gli animali emettono luce in risposta a un attacco o per attirare un compagno. Gli organismi bioluminescenti vivono in tutta la colonna d’acqua, dalla superficie sino al fondo, dalla costa all’oceano aperto. Nelle profondità marine, la bioluminescenza è estremamente comune e, poiché le profondità marine sono vaste, la bioluminescenza potrebbe essere la forma di comunicazione più comune sul pianeta!
Il piccolo pesce lanterna ( Diaphus sp .) che vive in Mar Rosso ha dei fotofori che producono luce ungo la sua superficie ventrale e sul naso. Foto reefs.com
La bioluminescenza avviene attraverso una reazione chimica che produce energia luminosa all’interno del corpo di un organismo. Perché avvenga una reazione, una specie deve essere in grado di produrre la luciferina, una molecola che reagisce con l’ossigeno, producendo luce. Esistono diversi tipi di luciferina, che variano a seconda dell’animale che ospita la reazione. Molti organismi producono anche il catalizzatore luciferasi, che aiuta ad accelerare la reazione.
Alcuni organismi raggruppano persino la luciferina con l’ossigeno in quella che viene chiamata una “fotoproteina” – come una bomba bioluminescente preconfezionata – che è pronta ad accendersi nel momento in cui un determinato ione (tipicamente calcio) é presente. Possono anche scegliere l’intensità e il colore delle luci.
Pyrocystis fusiformis è un dinoflagellato marino (microrganismi flagellati) non mobile, tropicale, epipelagico, che raggiunge lunghezze fino a 1 mm. P. furisormis mostrano bioluminescenza quando disturbati o agitati. Nelle acque marine costiere, questo dinoflagellato provoca effetti luminosi dopo il tramonto. P. fusiformis fu descritto per la prima volta negli Atti della Royal Society of London nel 1876.
La bioluminescenza si trova in molti organismi marini: batteri, alghe, meduse, vermi, crostacei, stelle marine, pesci ed alcuni squali ma non solo. Sembra che almeno 1500 specie di pesci possano illuminarsi al buio.
In alcuni casi, gli animali assorbono batteri o altre creature bioluminescenti per acquisire la capacità di illuminarsi. Ad esempio, il calamaro bobtail hawaiano possiede uno speciale organo luminoso che viene colonizzato da batteri bioluminescenti. Il numero di specie che bioluminescenza e le variazioni nelle reazioni chimiche che producono luce sono la prova che la bioluminescenza si è evoluta più e più volte.
La maggior parte degli animali di acque profonde produce luce bioluminescente, ma il fenomeno non è relegato alle profondità: uno degli avvistamenti più comuni si verifica sulla superficie dell’oceano. Molti piccoli abitanti della superficie planctonici, come i dinoflagellati unicellulari, sono bioluminescenti. Quando le condizioni sono favorevoli, i dinoflagellati fioriscono in strati densi sulla superficie dell’acqua, facendo assumere all’oceano un colore bruno-rossastro alla luce del giorno e una lucentezza scintillante mentre si muovono tra le onde di notte.
Di Che Colore È La Bioluminescenza?
La luce viaggia in onde di diverse forme, note come lunghezze d’onda, che determinano il colore della luce. Quando le onde colpiscono i nostri occhi, vengono tradotte dal cervello in colori. Le lunghezze d’onda che i nostri occhi possono vedere sono conosciute come lo “spettro della luce visibile”. Ma la luce viaggia in modo diverso sott’acqua perché lunghezze d’onda più lunghe non possono viaggiare così lontano. La maggior parte della bioluminescenza prodotta nell’oceano è sotto forma di luce blu-verde.
Perché gli animali si illuminano
Alimentazione
Gli animali possono usare la loro luce per attirare la preda verso la loro bocca, o anche per illuminare l’area vicina in modo che possano vedere un po’ meglio il loro prossimo pasto. A volte la preda che viene attirata può essere plancton, come quelli attratti dalla bioluminescenza attorno al becco del polpo Stauroteuthis . Ma la luce può anche ingannare gli animali più grandi. Balene e calamari sono attratti dalla parte inferiore luminosa dello squalo tagliabiscotti, che afferra un morso dagli animali una volta che sono vicini. La rana pescatrice attira la preda direttamente alla sua bocca con un barbo bioluminescente penzolante, illuminato da batteri luminosi.
Riproduzione
Gli animali non hanno solo bisogno di cercare e attrarre cibo; la bioluminescenza può anche svolgere un ruolo nell’attrarre un compagno. L’ostracode caraibico maschio, un minuscolo crostaceo, utilizza segnali bioluminescenti sulle labbra superiori per attirare le femmine. I vermi sillidi vivono sul fondo del mare, ma con l’inizio della luna piena si spostano in mare aperto dove le femmine di alcune specie, come Odontosyllis enopla , usano la bioluminescenza per attirare i maschi mentre si muovono in cerchio. Questi vermi luminosi potrebbero anche aver contribuito ad accogliere Cristoforo Colombo nel Nuovo Mondo .
Protezione
Spesso gli animali usano un forte lampo di bioluminescenza per spaventare un predatore imminente. Il segnale luminoso può spaventare e distrarre il predatore e causare confusione sul luogo in cui si trova il suo bersaglio. Dai piccoli copepodi ai più grandi calamari vampiri, questa tattica può essere molto utile in acque profonde. Il verme “bombardiere verde” ( Swima bombiviridis ) e altre quattro specie simili della famiglia dei policheti rilasciano una “bomba” bioluminescente dal loro corpo quando sono in pericolo. Questi vermi marini vivono vicino al fondo del mare e sono stati scoperti solo nel 2009. Alcuni animali come il calamaro Octopoteuthis deletron staccano persino le braccia bioluminescenti, che si attaccano e probabilmente distraggono i loro predatori. Tutto questo trambusto potrebbe anche fungere da allarme antifurto, attirando sulla scena predatori più grandi.
La bioluminescenza può essere utilizzata anche per mimetizzarsi con l’uso della controilluminazione . I fotofori sul lato inferiore di un animale possono corrispondere alla luce fioca proveniente dalla superficie, rendendo più difficile per i predatori che cercano la preda dal basso.
Arte
Per gli animali bioluminescenti , si tratta di comunicare e proteggersi dall’essere mangiati o feriti. Ma per gli esseri umani, i bei colori e la luce prodotti dalla bioluminescenza possono essere opere d’arte.
Una mostra temporanea al Museo Nazionale di Storia Naturale nel 2012 ha esplorato questi legami tra arte e scienza. L’artista Shih Chieh Huang ha creato installazioni sospese nello spazio buio del museo che si illuminavano e sembravano galleggiare nel mare profondo. Alcuni artisti usano i batteri stessi per creare disegni viventi o intere mostre con piastre di Petri piene degli organismi unicellulari luminosi.
Scienza
La bioluminescenza può anche essere utilizzata dai ricercatori come strumento per saperne di più sull’oceano e sui suoi misteri. Edie Widder, uno scienziato specializzato in bioluminescenza, era con un gruppo che tentava di filmare il calamaro gigante per la prima volta. Sospettava che il calamaro gigante sarebbe stato attirato da una luce bioluminescente di un calamaro finto, non perché volesse mangiare il calamaro finto, ma perché la sua luce lampeggiante “allarme antifurto” poteva significare che c’era una preda più grande nelle vicinanze. La sua teoria si è rivelata corretta. Un calamaro gigante vivo è stato catturato per la prima volta nel 2012!
