De ce fac lumină licuricii

Capacitatea licuricilor de a-și produce propria lumină se numește bioluminiscență, iar aceasta se găsește la anumite animale, bacterii și ciuperci din întreaga lume. Cele mai multe dintre aceste creaturi trăiesc în peșteri sau oceane. Dar câteva trăiesc acolo unde oamenii le pot vedea, inclusiv cele peste 2.000 de specii de gândaci care alcătuiesc familia licuricilor, potrivit Live Science.

Deci știm cum se numește efectul. Dar cum creează licuricii (familia Lampyridae), numite și insecte fulger, aceste lumini?

Este vorba de o reacție chimică bazată pe un compus numit luciferină, a spus Timothy Fallon, genetician biochimic la Universitatea din California, San Diego.

Luciferina produce lumină prin pierderea de electroni – un proces numit oxidare – în prezența adenozin trifosfat (ATP), o moleculă care furnizează energie celulelor și magneziu. Această reacție este mediată de enzima luciferaza. Licuricii au organe de lumină în abdomen, unde apar aceste reacții, care conțin un strat de acid uric cristalizat care ajută la reflectarea și amplificarea luminii.

Acest sistem de utilizare a luciferinei și luciferazei a evoluat independent de mai multe ori la animalele bioluminiscente, inclusiv într-un alt grup de gândaci numit Sinopyrophoridae.

Abia în ultimele câteva sute de ani oamenii de știință au început să înțeleagă cum unele viețuitoare sunt capabile să producă lumină. Unul dintre primii oameni care a făcut progrese în acest sens a fost un membru al Societății Regale din Oxford din secolul al XVII-lea, care a descoperit că aerul este esențial pentru ca o ciupercă bioluminiscentă să strălucească.

Într-adevăr, oxigenul este unul dintre ingredientele principale pentru bioluminiscența licuricilor.

Strălucirea începe devreme pentru licurici. Pupele – și chiar ouăle – sunt capabile să producă lumină, posibil ca un semnal pentru prădători, deoarece unele dintre ele sunt otrăvitoare din cauza substanțelor chimice numite lucibufagine. Când licuricii se metamorfozează și ajung la vârsta adultă, ei fac noi organe de lumină. Dar sistemul general este același, iar lumina provine din interiorul celulelor speciale găsite în organele de lumină de pe părțile inferioare ale insectelor.

Aceste celule sunt pline de luciferină și luciferază, precum și un număr neobișnuit de mare de mitocondrii. Aceste organele minuscule pompează licuricii ATP-ul de care au nevoie pentru a declanșa reacția chimică. Licuricii își aprind și sting lumina prin fluxul de oxigen către aceste celule. Cu cât oxigenul este mai mult, cu atât sunt mai strălucitori.

Licuricii de pe Coasta de Est a SUA folosesc semnale intermitente pentru a găsi partenerul potrivit de reproducere. Găsirea partenerului poate fi dificilă și fiecare specie intermitentă și-a dezvoltat propria secvență de lumină pentru a se distinge de celelalte. Asta face din bioluminiscență un „cântec de dragoste -  cod Morse de lumină”, a spus Lynn Faust, un cercetător independent de licurici din Knoxville, Tennessee. „Viața lor adultă este extrem de scurtă, deci este o cursă contra cronometru” pentru a găsi o pereche.

Cercetătorii au parcurs un drum lung în înțelegerea științei din spatele bioluminiscenței licuricilor. Dar nenumărate specii de licurici rămân nedocumentate în Asia și Africa, iar cercetătorii încă se luptă să înțeleagă modul în care gândacii au dezvoltat pentru prima dată caracteristica de strălucire în întuneric, cu 130 de milioane până la 140 de milioane de ani în urmă, potrivit cercetărilor publicate în baza de date de preprint BioRxiv.

„Cele mai mari întrebări fără răspuns sunt, cum ar fi, care sunt toate genele care sunt implicate în bioluminiscență?” spuse Fallon.

O descoperire majoră a avut loc în 1985, când cercetătorii au descoperit gena responsabilă pentru producerea luciferazei. Această enzimă este acum utilizată în cercetarea biomedicală pentru a ilumina artificial proteine ​​specifice din plante și animale. În 2024, cercetătorii din Wuhan, China, au descoperit încă două gene într-un Aquatica leii, un licurici acvatic rar.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News