Cum fac lumină licuricii?

Unul dintre semnele emblematice ale verii în anumite părți ale Statelor Unite sunt licuricii care strălucesc în noapte. Dar cum se aprind licuricii?

Înainte de a înțelege cum se aprind licuricii, trebuie să răspundem la câteva întrebări. Abilitatea licuricilor de a produce propria lor lumină se numește bioluminiscență, care se găsește la anumite animale, bacterii și ciuperci din întreaga lume. Majoritatea acestor creaturi trăiesc în peșteri sau oceane. Dar câteva trăiesc acolo unde oamenii le pot vedea, iar printre acestea se numără și cele peste 2.000 de specii de gândaci care alcătuiesc familia licuricilor.

• De ce este încă atât de greu să construim arme nucleare?
• De ce sunt casele dreptunghiulare?

Așadar, știm cum se numește efectul. Dar cum creează licuricii (familia Lampyridae) aceste spectacole vizuale?

Cum se aprind licuricii?

Cheia luminii lor este o reacție chimică bazată pe un compus numit luciferină, a spus Timothy Fallon, genetician biochimic la Universitatea din California, San Diego (SUA).

Luciferina produce lumină prin pierderea electronilor (un proces numit oxidare) în prezența adenozin trifosfatului (ATP), o moleculă care le furnizează energie celulelor, și a magneziului. Această reacție este mediată de enzima luciferază. Licuricii au organe luminoase în abdomen unde au loc aceste reacții, care conțin un strat de acid uric cristalizat ce ajută la reflectarea și amplificarea luminii.

Acest sistem de utilizare a luciferinei și a luciferazei a evoluat independent de mai multe ori la animalele bioluminiscente, inclusiv la un alt grup de gândaci luminoși numiți Sinopyrophoridae, explică Live Science.

Abia în ultimele câteva sute de ani, oamenii de știință au început să înțeleagă cum se aprind licuricii și alte organisme vii. Una dintre primele persoane care a făcut progrese în acest sens a fost un membru al Royal Society din Oxford în secolul al XVII-lea, care a descoperit că aerul este esențial pentru ca o ciupercă bioluminiscentă să strălucească.

De fapt, oxigenul este unul dintre ingredientele principale pentru bioluminiscența licuricilor.

Chiar și ouăle de licurici pot străluci

Strălucirea începe devreme pentru licurici. Pupele, și chiar și ouăle, sunt capabile să producă lumină, posibil ca un semnal pentru prădători că nu sunt bune de mâncat, deoarece unele dintre ele sunt otrăvitoare datorită unor substanțe chimice numite lucibufagine, pe care le sintetizează din dieta lor. Când licuricii își termină metamorfoza și ajung la maturitate, își fac noi organe luminoase. Dar sistemul general este același, lumina venind din interiorul unor celule speciale găsite în organele luminoase de pe partea inferioară a unor licurici, făcându-i pe aceștia galbeni, portocalii, verzi sau chiar albaștri.

Aceste celule sunt pline de luciferină și luciferază, precum și de un număr neobișnuit de mare de mitocondrii. Aceste organite mici pompează ATP-ul necesar licuricilor pentru a iniția reacția chimică. Licuricii își aprind și sting lumina prin fluxul de oxigen către aceste celule. Fără oxigen, este întuneric. Mult oxigen? Apare strălucirea.

Acest comutator de pornire și oprire este important pentru licuricii de pe coasta de est a SUA care folosesc semnale luminoase ca adulți pentru a-și găsi partenerul de împerechere potrivit. Găsirea partenerilor ca gândac poate fi dificilă și fiecare specie de licurici a evoluat propria secvență de lumină pentru a se deosebi de celelalte. Acest lucru face ca bioluminiscența să fie un „cântec de dragoste în cod Morse, cu lumină”, a spus Lynn Faust, cercetătoare independentă a licuricilor din Tennessee. „Cu viețile lor adulte extrem de scurte, este o cursă contra cronometru” pentru a găsi un partener.

Cunoscând cum se aprind licuricii, dar și alte lucruri despre ei, putem proteja mai bine aceste insecte

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 străduiesc să înțeleagă cum au evoluat gândacii prima dată această specialitate de a străluci în întuneric acum 130 de milioane până la 140 de milioane de ani, conform unei cercetări publicate în baza de date preprint BioRxiv.

„Marile întrebări rămase fără răspuns sunt, de exemplu, care sunt toate genele implicate în bioluminiscență?”, a spus Fallon.

Un progres major a avut loc în 1985, când cercetătorii au descoperit gena responsabilă pentru producerea luciferazei. Această enzimă este acum utilizată în cercetarea biomedicală pentru a lumina artificial proteine specifice din plante și animale. În 2024, cercetătorii din Wuhan, China, au descoperit alte două gene în Aquatica leii, un licurici acvatic rar, despre care suspectează că ajută la poziționarea lanternei (organul luminos al licuricilor adulți) în abdomen și le permit să funcționeze genelor generatoare de lumină, cum ar fi luciferaza.

Pe lângă descifrarea bioluminiscenței licuricilor, oamenii de știință încă învață cum trăiesc licuricii în sălbăticie. În ultimii ani, numărul licuricilor a scăzut din cauza poluării luminoase, a pierderii habitatului și a schimbărilor climatice.

„Știm atât de puține lucruri despre licurici în habitatul lor natural. Cum îi putem conserva și proteja dacă abia înțelegem cele mai elementare cerințe ale lor?”, a spus Faust.

Vă recomandăm să citiți și:

Maimuțele au umor? Iată ce a descoperit un studiu!

Locul surprinzător în care o ciupercă a ales să crească: pe o broască

Păsările au început să se diversifice cu mult înainte ca dinozaurii să dispară

Știați că fisticul se poate aprinde spontan?