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Bioluminescenza: gli organismi viventi in grado di produrre luce.

Amici e amiche di Ladiesmile, avete mai sentito parlare di BIOLUMINESCENZA?

Quando fu brevettata la lampadina Edison e Swan litigarono a lungo per aggiudicarsene il primato. Eppure, molto prima di loro, esistevano già degli esseri viventi in grado di produrre energia luminosa autonomamente. Il fenomeno è noto come BIOLUMINESCENZA. Tutt’ora la luce prodotta da questi organismi (LUCE FREDDA) è ancora qualitativamente migliore di quella prodotta da una lampadina (LUCE CALDA). Solo il 10% dell’energia prodotta da una lampadina è luminosa. Il restante 90% si disperde in calore. La bioluminescenza invece, produce luce fredda, ovvero senza dispersioni.

Sono molti gli organismi in grado di produrla tramite reazioni chimiche, dai più semplici ai più complessi: alghe unicellulari, pesci, molluschi, gamberi, meduse, insetti e persino funghi. Il meccanismo è sempre lo stesso. Questi organismi posseggono due molecole: la LUCIFERINA e la LUCIFERASI. In presenza di ossigeno la proteina Luciferina reagisce con l’enzima Luciferasi producendo OSSILUCIFERINA, luce fredda, ovvero uno spettro che non appartiene né agli ultravioletti né agli infrarossi.

I motivi per i quali un organismo ricorre all’emissione di luce sono diversi, dal corteggiamento alla difesa. Ciò che non cambia ai nostri occhi è l’effetto spettacolare che questo fenomeno genera di notte. Gli stessi organismi che di giorno ci arrecano comunemente ribrezzo, di notte sono responsabili di spettacoli naturali di una bellezza indiscutibile. Conosciamone meglio alcuni.

Grotte incantate: merito di un insetto.

Lo spettacolo luminoso delle grotte zelandesi. Immagine presa dal web.

Arachnocampa luminosa è un dittero endemico della Nuova Zelanda, stesso ordine al quale appartengono mosche e zanzare. Infatti l’adulto di questo insetto è molto simile ad una comune zanzara, ma il nome ingannevole deriva dalla capacità di questi organismi di produrre filamenti simili a quelli dei ragni (aracnidi) per le loro ragnatele.

Una femmina adulta vista di giorno. Immagine tratta dal web

In Nuova Zelanda Arachnocampa luminosa è una vera e propria attrazione. A nord di questa meravigliosa terra si trovano le Waitomo Caves (Glowworm Caves), un complesso di oltre 400 grotte calcaree scavate dall’erosione dell’Oceano Pacifico milioni di anni fa. Le grotte sono la dimora ufficiale di questo insetto. Il video che segue offre un’idea dello spettacolo luminoso che producono.

La produzione di luce avviene da parte delle larve. Lunghe fino a 4 cm, vivono attaccate alla superficie interna delle grotte. La luce serve ad attirare le prede che poi restano imprigionate nei filamenti appiccicosi che queste larve producono. I filamenti sono provvisti di goccioline velenose che uccidono la preda. Più la larva si nutre, maggiore è l’intensità di luce che riesce ad emettere.

Filamenti appiccicosi prodotti dall’insetto.

La magia delle lucciole nei boschi.

La magia delle lucciole a giugno nel Parco delle Cave di Milano

Ben più diffuse e a noi familiari sono le LUCCIOLE, coleotteri appartenenti alla famiglia delle Lampyridae. Anche questi insetti non sono un gran belvedere di giorno, ma di notte hanno animato le più belle favole. Maschio e femmina sono molto diversi: il primo è dotato di ali forti e spesse ed è marrone. La femmina trascorre tutta la vita allo stadio larvale, le sue ali sono piccole, non vola e il colore è più rossastro.

Differenze tra maschio e femmina di Lucciola. immagine presa dal web.

 

Anche di notte è possibile distinguere il maschio dalla femmina. Quest’ultima emette una luce fissa che può durare sino a 2 ore. Il maschio invece, può emettere solo luce a intermittenza. Le emissioni luminose sono come un richiamo, utile agli individui per incontrarsi e riprodursi. Infatti coincidono con il periodo della riproduzione, a giugno e luglio, solo di sera, dalle 22 a mezzanotte. La femmina illumina il ventre e aspetta che il maschio la noti e la raggiunga. Nel frattempo il maschio sorvola la zona segnalando la sua posizione alla ricerca di una luce fissa.

Lucciola maschio in volo.

Il rito può durare una decina di sere finché non avviene l’accoppiamento. Subito dopo il maschio muore, ma anche la femmina non ha vita lunga, giusto il tempo di deporre da 70 a 100 uova. Le larve nascono in autunno e si nutrono soprattutto di lumache. Vivono circa un paio di anni, ma hanno bisogno di zone umide e non inquinate. Non è un caso che la popolazione di lucciole sia fortemente in declino. Le cause principali sono i pesticidi che uccidono le larve (tra l’altro utili all’agricoltura perché si cibano di parassiti) e la cementificazione che riduce le aree verdi.

 

Anche i FUNGHI producono Bioluminescenza.

Da sempre protagonisti di leggende, magie, storie ricche di mistero e fantasia, i funghi appartengono a un gruppo di esseri viventi a sé stante. Non sono vegetali, non sono animali e neanche batteri, ma si calcola che ne esistano milioni di specie e di questi solo circa 10mila sono state studiate.

Sono almeno 80 le specie di funghi in grado di produrre bioluminescenza ed è recentissima la conferma di alcuni scienziati che il meccanismo sia esattamente il medesimo degli altri organismi: ossidazione di luciferina in ossidoluciferina in presenza di ossigeno e grazie all’enzima luciferasi (ricerca pubblicata su Science Advances in aprile 2017). Se vogliamo i funghi sono ancora un passo in avanti rispetto agli altri organismi perché pare che l’enzima luciferasi sia in grado di interagire anche con altre molecole e pigmenti, manifestando quindi anche colori diversi.

Neonothopanus gardneri in un bosco di notte. immagine presa dal web

Il motivo per il quale questi funghi producono luce è per attirare insetti in modo che questi trasportino le spore ed assicurino la riproduzione. Tra i più noti funghi luminosi che si conoscono vi è il FIORE DI COCCO (Neonothopanus gardneri). Vive abitualmente nelle foreste di cocco del Brasile.

Neonothopanus gardneri (Fiore di cocco) con la luce e al buio.

In Giappone è invece famoso Mycena chlorophos, che compare nella stagione delle piogge, tra maggio e luglio e settembre/ottobre.

Mycena chlorophos. In Giappone vengono organizzate escursioni per assistere a questo spettacolo. Immagine tratta dal web.

Infine, vale la pena citare Omphalotus olearius fosforescenti, una specie molto velenosa che cresce sugli alberi d’ulivo (da qui olearius).

Omophalotus olearius visto di giorno.

Compare alla fine dell’estate, spesso su tronchi marcescenti e mai nel terreno, solo sul legno. Predilige l’ulivo, ma si trova spesso anche su quercia e castagno. Se ingerita provoca una forte alterazione della flora intestinale. Di notte si illumina soprattutto nella parte sottostante al cappello.

Omophalotus olearius visto di notte. Immagine tratte dal web.

 

Alghe bioluminescenti: di giorno repellenti, di notte sorprendenti.

Bioluminescenza in mare. immagine tratta dal web

Anche il mare ha i suoi ospiti luminosi e non è necessario andare troppo lontano per assistere allo spettacolo della foto che segue. L’immagine è di maggio 2017 ed è stata scattata sulle coste salentine di S. Isidoro.

Costa di S. Isidoro (Salento) a maggio 2017. Immagine tratta dal web.

Si tratta di Noctiluca scintillans, alga unicellulare dinoflagellata che solitamente predilige le zone costiere tropicali e subtropicali. In primavera, quando la temperatura aumenta in maniera repentina, viene favorita la crescita algale e le acque diventano eutrofiche (ricche di nutrimento), quindi ideali per la proliferazione di Noctiluca.

Fioritura di Noctiluca scintillans vista di giorno. Coste salentine a maggio 2017. immagine tratta dal web

Il fenomeno non è affatto positivo perché porta alla morte di altri organismi marini per asfissia e per la sovrapproduzione di ammoniaca da parte delle alghe. Per fortuna il fenomeno si placa in estate perché inibito dalla lunga esposizione alla luce solare. Al di là delle complicazioni chimiche, la presenza di quest’alga regala di notte spettacoli luminosi. La bioluminescenza si attiva per effetto meccanico, quindi si nota in riva o vicino agli scogli dove lo scontro attiva l’enzima della luciferasi.

Sembra incredibile come la natura riesca a sorprenderci con spettacoli di questo genere offerti da organismi così semplici.

A presto, e al prossimo interessante post
Carmen Pontassuglia

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