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Bioluminescência | A luz produzida por organismos vivos

A bioluminescência é uma característica que certos organismos vivos possuem de produzir luz através de processos bioquímicos. Ocorre com maior frequência em invertebrados e vertebrados marinhos, tais como fungos, algas dentre outros microrganismos, assim como em outros invertebrados terrestres. É atribuído ao farmacologista francês Raphaël Dubois o crédito pelos primeiros trabalhos sobre a bioluminescência. Antes do desenvolvimento da lâmpada de segurança para uso em minas de carvão, peles de peixe seco foram usados ​​na Grã-Bretanha e na Europa como uma fonte fraca de luz.

Larva de vagalume emitindo bioluminescência

Entendendo a bioluminescência

Exemplo de luz bioluminescente da espécie Bathocyroe fosteri.A bioluminescência é um tipo de luminescência, ou “luz fria” emitida pelos organismos vivos, onde menos de 20% da luz gera radiação térmica. Não deve ser confundido com iridescência, coloração estrutural ou fosforescência.

A bioluminescência é uma forma de quimiluminescência, onde a energia da luz é liberada por uma reação química. Vagalumes, tamboris, e outras criaturas produzem produtos químicos como a luciferina (um pigmento) e a luciferase (enzima).

A luciferina reage com o oxigênio para criar luz. A luciferase atua como um catalisador para acelerar a reação, o que é, por vezes, medida por cofatores, tais como íons de cálcio ou de Adenosina trifosfato (ATP).

Cogumelos Bioluminescentes

A reação química pode ocorrer dentro ou fora da célula. Em bactérias, a expressão de genes relacionados com a bioluminescência é controlado por um operão(conjunto de genes nos procariontes e em alguns eucariontes que se encontram funcionalmente relacionados) chamada do operão lux (Aliivibrio fischeri).

Bioluminescência ocorre muito entre alguns grupos de animais, especialmente em mar aberto, e em alguns fungos e bactérias, e em vários invertebrados terrestres, incluindo os insetos.

Bioluminescência na maré causada pelo fitoplânctonMuitos, talvez a maioria dos animais do fundo do mar produzem luz. A Emissão de luz marinha fica no espectro de luz entre azul e verde, os comprimentos de onda que passam mais distantes através de água do mar. No entanto, alguns peixes emitem luz vermelha e infravermelha, e os do gênero Tomopteris emitem luz amarela. Às vezes, a milhares de quilômetros quadrados de oceano é possível avistar um brilho das bactérias bioluminescentes no efeito conhecido como “Maré Láctea“.

Bioluminescência fora do mar é menos distribuída, duas formas mais conhecidas de bioluminescência terrestre são a produzida pelos vaga-lumes e pirilampos. Outros insetos, larvas de insetos, anelídeos, aracnídeos e até mesmo espécies de fungos foram registrados como organismos com habilidades bioluminescentes. Algumas formas de bioluminescência são mais brilhantes (ou existem apenas) durante a noite.

Como os animais usam a bioluminescência

Camuflagem

Em muitos animais do fundo do mar, incluindo várias espécies de lula, a bioluminescência é utilizado para camuflagem, onde o animal emite uma luz que corresponde a luz ambiente da superfície. Nestes animais, os fotorreceptores controlam a iluminação de acordo com a luminosidade do fundo.

Estes órgãos de luz são geralmente separados do tecido que contém as bactérias bioluminescentes. Contudo, numa espécie Euprymna scolopes, as bactérias são um componente integrante do órgão de luz do animal.

Caça

A bioluminescência é usada como isca para atrair presas por vários peixes de águas profundas, como o tamboril. Um apêndice pendurado que se estende da cabeça do peixe atrai pequenos animais para perto do peixe.

O tubarão Isistius brasiliensis (tubarão charuto) usa bioluminescência para camuflar sua parte inferior, mas uma pequena mancha perto de suas nadadeiras e peitorais permanece escura, aparentando ser um pequeno peixe, grandes peixes predadores como o atum e a cavala nadam abaixo dele. Quando esses peixes se aproximam da isca, eles são devorados pelo tubarão.

Vaga-lumes na natureza usando a bioluminescência para atrair parceirosReprodução

A atração de parceiros é visto ativamente em vaga-lumes, que usam as piscadas periódicas em seus abdomens para atrair parceiros na época do acasalamento.

No ambiente marinho, o uso de luminescência para atração do sexo oposto também ocorre, principalmente em crustáceos.

Distração e Defesa

Certas lulas e pequenos crustáceos usam misturas químicas bioluminescentes ou lamas de bactérias da mesma forma como muitas lulas usam tinta. Uma nuvem de material luminescente é expulso, para distrair ou repelir um potencial predador, enquanto o animal escapa em segurança.

Iluminação

Enquanto a maioria da bioluminescência marinha é verde ou azul, o Dragonfish (família Stomiidae) produz um brilho vermelho. Esta adaptação permite que o peixe veja suas presas que possuem coloração vermelha, que são normalmente invisíveis no ambiente do oceano profundo, onde a luz vermelha é filtrado pela coluna de água

Referências

  1. Miller, S.D., S.H.D. Haddock, C.D. Elvidge, T.F. Lee. “Detection of a bioluminescent milky sea from space. Proceedings of the National Academy of Sciences”. v102:14181-14184
  2. Froese, Rainer, and Daniel Pauly, eds. (2006). “Stomiidae” in FishBase. January 2006 version.
  3. Steven HD Haddock; MA Moline; JF Case. (2009). “Bioluminescência dos mares”. Annual Review of Marine Science 2: 443–493. DOI:10.1146/annurev-marine-120308-081028
  4. D Tong; NS Rozas; TH Oakley; J Mitchell; NJ Colley; MJ McFall-Ngai. (2009). “Evidência de sensibilidade a luz num órgão bioluminescente” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106 (24): 9836–41.DOI:10.1073/pnas.0904571106
  5.  Hastings JW. (1983).  “Biological diversity, chemical mechanisms, and the evolutionary origins of bioluminescent systems” J. Mol. Evol. 19 (5): 309–21. DOI:10.1007/BF02101634
  6. Haddock, Steven H.D.; Moline, M.A., Case, J.F (2010). “Bioluminescence in the sea“. Annual Review of Marine Science 2: 443–493. Bicode:2010ARMS….2..443H. DOI:10.1146/annurev-marine-120308-081028
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Escrito por Larissa Souza

Bióloga apaixonada por insetos e plantas desde pequena ama a vida em todas as suas formas.

3 Comentários

  1. adoro as materias expostas por vcs!

  2. regiane gentile

    Boa Tarde sou estudante de biologia e tenho um trabalho para fazer sobre fungos bioluminescentes,gostei muito do artigo e gostaria de me aprofundar mais sobre isso como faço para entrar em contado com vocês para trocarmos conteúdos sobre o artigo.
    Aguardo resposta..
    Att Regiane.

  3. Gilberto Fernandes Teixeira

    O estudo da bioluminescência tem proporcionado a criação de lâmpadas cada vez mais econômicas e brilhantes, aproveito a ocasião para pedir uma reportagem sobre as telas de tvs bioluminescentes e sobre essas bactérias magnéticas produtoras da luciferina.

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