Lampadine viventi

fenomeni della luce
Lampadine viventi
La Natura ha dotato molti tra i suoi figli di punti luce incorporati.
È il fenomeno della bioluminescenza, che permette
a molti animali di vivere tra le tenebre, di mimetizzarsi,
di sfuggire ai predatori e perfino di comunicare.
Ecco chi sono, dalle lucciole ai microorganismi marini.
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V
ivono nel regno delle
tenebre. Escono solo di
notte o dimorano nelle profondità marine, sia pure non
negli abissi più oscuri. Sono
generalmente esseri indifesi:
coleotteri e piccoli crostacei,
pesci e molluschi (più
qualche specie di fungo e
alcune varietà di batteri).
Ma tutti hanno ricevuto
dalla natura una marcia in
più: la bioluminescenza,
ossia la possibilità di generare luce in maniera organica e trasformarsi in sorgenti
luminose. A volte è un meccanismo difensivo, altre un
espediente per comunicare:
comunque sia gli animali
luminescenti restano uno
spettacolo affascinante, sul
quale il mondo della scienza
ha saputo, almeno in parte,
far luce.
Per amore mettono i
lampeggianti
‘
Luciferina e luciferasi,
una proteina e un enzima,
sono le armi segrete
delle lucciole
’
Fu l’entomologo francese
Raphael Dubois a spiegare scientificamente, attorno al 1885,
il fenomeno. Studiando la
chimica delle sostanze che era
riuscito ad isolare in alcune
specie di lucciole e molluschi,
scoprì un enzima, da lui battezzato luciferasi, che ha un
comportamento particolare:
in presenza della luciferina,
un substrato proteinico,
emette infatti radiazioni luminose. Tuttavia non si sa ancora
come una lucciola possa
accendere e spegnere il proprio “interruttore” interno. E
lampeggiare freneticamente,
come fanno alcune specie,
quando sono alla ricerca di
partner per l’accoppiamento.
Ma, come vedremo nelle
prossime pagine, non è tutto
amore quello che luccica...
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Luce mimetica
Alcune varietà di piccoli cefalopodi (calamari) brillano per nascondersi ai predatori. Può sembrare un paradosso, ma funziona così: passano il giorno nascosti sotto la
sabbia, e di notte riemergono verso la
superficie per nutrirsi. Allora emettono
una fioca luce azzurrognola, uguale ai
riflessi della luna, rendendosi di fatto invisibili ai cacciatori marini. Come fanno?
Vivono in simbiosi con batteri luminescenti che dalla nascita accolgono in una sorta
di marsupio ventrale. Una collaborazione
davvero riuscita: i microorganismi forniscono al loro ospite la “tecnologia” per
sfuggire al nemico, e lui li deve nutrire,
altrimenti staccano la spina...
‘
Piccoli calamari e batteri luminescenti
vivono in perfetta simbiosi: gli uni nutrono gli altri,
e in cambio ne sfruttano le caratteristiche
’
Chiare, fresche, salate acque
Mille altre luci si celano nell’ambiente marino. Perfino alcune
varietà di microalghe, se vengono
disturbate, emettono forti segnali
luminosi. A Mosquito Bay, insenatura dell’isolotto portoricano di
Vieques, basta tuffarsi per assumere una marcata luminescenza blu.
Colpa delle alghe: ma è il loro
modo di difendersi dai granchietti
che vogliono mangiarle...
Illuminante, Watson
Guardare ma non toccare: le meduse possono essere altamente tossiche e perfino letali al contatto. Come l’esemplare di
Cyanea capillata ritratto a destra: una leonessa tra le meduse,
dotata di 12 mila tentacoli (in un racconto di Conan Doyle,
viene addirittura smascherata come assassina dal detective
Sherlock Holmes...). In compenso a vedersi sono bellissime:
in particolare le specie dotate di pigmenti luminosi, che
anche a loro servono in funzione difensiva, per nascondere ai
predatori il cibo contenuto nel loro stomaco trasparente.
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Pesciolini in technicolor
Sembra bioluminescenza, ma non lo
è: molte specie di pesce tropicale “giocano” con colori scintillanti per confondere i predatori e nascondersi tra
formazioni coralline: come l’angelo di
mare (Pomacanthus para) ritratto a
fianco. Che trae in inganno i suoi
avversari anche con un altro stratagemma: due finti occhi sulla coda.
Un fulgido esempio
Riecco un piccolo calamaro luminescente
(Euprymna scolopes): nelle parti che risplendono
sono contenuti 10 miliardi di batteri per ogni
millilitro di fluido. Appena usciti dalle loro cellule-uovo, i calamaretti iniziano letteralmente a
fare incetta, con minuscole ciglia, di microorganismi (Vibrio fischeri), che vengono subito convogliati in sacche che, col tempo, si sono evolute
per garantire un ottimale habitat ai batteri. In
cambio, la presenza degli esserini luminosi
garantisce ai calamari una vita migliore.
Attenti a quei tre colori.
Ma la bioluminescenza è distribuita
con molta democrazia nella repubblica degli abissi: ne sono dotate
molte altre specie di molluschi,
invertebrati, crostacei e pesci. I loro
organi luminosi sono detti “fotofori”, e quasi sicuramente molte specie
se ne avvalgono anche per comunicare tra di loro: i loro occhi registrano solo i segnali del violetto, del
rosso e del blu, gli stessi i colori emanati dai fotofori dei loro simili.
‘
Adescare o abbagliare, mimetizzarsi o farsi notare;
ci sono molti modi di usare una sorgente luminosa.
E qui sono tutti rappresentati
’
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Controluce.
Molte altre specie marine vivono
da “pendolari verticali”, ossia si
spostano da zone più profonde e
buie, dove dimorano durante il
giorno, verso la superficie. Un tratto comune che vale per molte di
esse è la cosiddetta “controilluminazione”: i loro fotofori sono situati sul ventre, così da trarre in
inganno i predatori, che li confondono con la luce della luna, filtrata
attraverso l’acqua. Ma molti predatori hanno già adottato contromisure evolvendo i loro organi visivi
in modo da non farsi ingannare.
‘
Nella repubblica degli abissi la luminescenza è
un bene prezioso, distribuito democraticamente
tra una miriade di creature diverse tra loro
E lei è elettrica.
’
Sotto, un’anguilla che vive in profondità, nel
mar Rosso. Come quasi tutte le creature degli
abissi, anche lei ha caratteristiche di bioluminescenza. Ma visto che Vimar Point parla di
tutto quel che si muove in campo elettrico, ci
piace qui ricordare anche una “cugina” di
acqua dolce: l’Electrophorus electricus, un’anguilla che vive in Sudamerica, nel rio delle
Amazzoni, ed è in grado di rilasciare violentissime scariche di energia sia per difendersi
sia per attaccare. Non è l’unica specie animale in grado di farlo, ma è la più potente: riesce
a sviluppare 600 volt di energia: abbastanza
per fulminare all’istante chiunque la tocchi!
Non solo arma di difesa
Come abbiamo visto, una quantità di animali usa la bioluminescenza come un’arma
difensiva: vuoi mimetizzandosi, vuoi abbagliando i predatori. Ma non mancano eccezioni: a volte sono gli stessi predatori a essere dotati di fotofori che usano come esche
luminose. Nelle zone più profonde degli
abissi, alcuni pesci sono dotati di sacche
luminose sotto agli occhi che servono semplicemente da fari. Altre volte, i fotofori servono a esemplari della stessa specie per
identificarsi a vicenda e accoppiarsi.
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Perché lo fanno?
Ma perché le lucciole luccicano? Perché se no non
sarebbero lucciole? Troppo
facile. Poiché tendono a luccicare soprattutto allo stato
larvale (prima cioè di iniziare a volare) l’opinione che
prevale in campo scientifico
è che sia un segnale inviato
ai potenziali predatori: guarda che sono velenosa, lascia-
‘
mi stare. Ma molte specie
continuano a luccicare
anche nella piena maturità,
e anzi lampeggiano con particolari frequenze. Di qui
una seconda teoria, che non
esclude la prima: probabilmente le lucciole usano i
segnali luminosi anche per
comunicare tra di loro, e
corteggiarsi.
Da adulte, molte specie di lucciole perdono la capacità di
lampeggiare; ma alcune la usano per il corteggiamento
’
Al servizio dell’uomo
La biotecnologia ringrazia le meduse
luminescenti, del cui patrimonio genetico si serve già ampiamente a scopi sperimentali; grazie a un gene della medusa
Aequorea innestato nel Dna delle cavie da
laboratorio, queste assumono una colorazione verdastra quando esposte a raggi
ultravioletti, il che torna utile, per esempio, nello studio sull’evoluzione di cellule tumorali. Un altro esempio è l’utilizzazione di microorganismi dotati di bioluminescenza, per effettuare test sulla
purezza dell’acqua: se spengono la luce,
è segno che proprio non la gradiscono
perché troppo inquinata.
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