Lumina vie: fiinţe bioluminiscente

Faptul că şi formele de viaţă, ele însele, pot „da” lumină, e o
însuşire adânc tulburătoare a vieţii de pe Pământ: chiar şi azi,
când se cunoaşte, în mare, mecanismul biochimic al fenomenului
bioluminiscenţei, ea tot tulburătoare rămâne, iar enigmele ei
biochimice sunt departe de a fi lămurite.

• Un nou studiu arată că cimpanzeii sunt mai similari oamenilor decât s-a crezut
• Plasticul care se dizolvă în apă ar putea combate criza globală a poluării

De licurici a auzit toată lumea, dar bioluminiscenţa nu e
limitată la ei. Multe forme de viaţă sunt în stare de această
performanţă adaptativă: microorganisme precum v bacteriile şi
dinoflagelatele; peşti, insecte, moluşte, meduze, dar şi ciuperci –
în toate aceste grupuri se găsesc specii care au ales să se
descurce în faţa provocărilor evoluţiei, dezvoltându-şi acest
uimitor mecanism. Câteodată, o vietate mai mare „pune la treabă”
altele mai mici, pentru a-şi face rost de lumină: astfel,
unii peşti produc chiar ei lumina vie,
însă alţii au fotofori (organe luminoase) care adăpostesc
bacterii specializate, iar acestea sunt cele care produc
bioluminiscenţa de care se foloseşte peştele-gazdă.

Din ceea ce ştim până acum, substratul biochimic al
bioluminiscenţei este, în linii mari, acelaşi la toate aceste forme
de viaţă: o substanţă numită luciferină este oxidată (se
combină cu oxigenul) reacţia fiind catalizată de o enzimă denumită
luciferază, iar prin acestă întâlnire chimica se formează
oxiluciferina, reacţia fiind însoţită de degajarea de energie sub
formă de lumină. Reacţia e probabil mediată de anumite substanţe,
numite co-factori, iar aici e posibil să existe diferenţe de la o
specie la alta, diferenţe încă insuficient cunoscute. Fiecare
specie are tipurile ei particulare de luciferină şi luciferază
(motIv pentru care e mai corect să spunem luciferine şi luciferaze,
deoarece ele sunt clase de substanţe înrudite, dar cu
caracteristici uşor diferite de la o specie la alta).

Scopurile în care speciile de vieţuitoare bioluminiscente îşi
folosesc lumina vie sunt diverse: unele – pentru
apărare; altele pentru comunicare, pentru
atragerea partenerilor de împerechere sau
pentru a-şi găsi hrana.

La cele mai multe dintre speciile bioluminiscente,
lumina produsă e albăstrie sau verzuie, dar există
şi „excentrici” care emit o radiaţie roşie sau
infraroşie – precum unele specii de peşti – sau
lumină galbenă, ca viermele marin
Tomopteris.

În lumea de „deasupra” – mediul terestru – există puţine specii
bioluminiscente: insecte (cum sunt binecunoscuţii licurici de la
noi – Lampyris noctiluca – şi alte câteva specii de
gândaci înzestraţi cu organe luminoase) şi câteva specii de
ciuperci, a căror lucire vagă, fantomatică, întrerupe întunericul
adânc al pădurii.

Mediul marin, în schimb, e plin de făpturi bioluminiscente: se
estimează că 90% dintre formele de viaţă care trăiesc în
zonele abisale ale oceanului emit o formă sau alta de radiaţie
luminoasă, care le ajută să se orienteze şi să comunice în
bezna desăvîrşită care domneşte la marile adâncimi. Calmarii
bioluminiscenţi îşi ameţesc prădătorii expulzând secreţii luminoase
care produc surpriză şi confuzie. Unele specii de peşti-undiţari,
care trăiesc la mari adâncimi, poartă organe luminoase care le
servesc drept momeală pentru a atrage prada. Alţi peşti emit lumină
pentru a-şi putea vedea prăzile – o adaptare care merge uneori
foarte departe, ca în cazul în care peştele emite o lumină roşie
(caz rar în lumea animalelor bioluminiscente) pentru a vedea alţi
peşti, al căror corp reflectă această lumină roşie, fenomen care îi
face vizibili pentru bine-adaptatul lor urmăritor; altminteri,
aceste prăzi nu sunt deloc uşor de văzut, deoarece, la asemenea
adîncimi, radiaţia roşie a spectrului luminos nu mai ajunge.

Nu toate organismele bioluminiscente sunt însă abisale; şi spre
suprafaţă, marea cuprinde multe asemenea vieţuitoare, de la cele
microscopice, unicelulare, ca Noctiluca scintillans, –
care, adunându-se în concentraţii enorme în anumite zone,
dă naştere fenomenului „mării de lapte”, cum au numit-o
vechii navigatori, impresionaţi de strălucirea alb-albăstuie,
lăptoasă, a apei pline de vietăţi luminoase -, până la meduze
măricele, care îşi desfăşoară umbrelele străvezii, detaşându-se pe
fondul întunecat al apei graţie strălucirii lor feerice.

Una dintre cele mai interesante proprietăţi ale luminii vii este
faptul că ea e o lumină „rece”, generând o
cantitate foarte mică de energie termică. Sistemul
luciferină-luciferază este, astfel, unul foarte eficient, cu
randament ridicat.

Fascinaţia faţă de bioluminiscenţă s-a extins din lumea
naturaliştilor în cea a biochimiştilor, a geneticienilor, a
microbiologilor şi a inginerilor, care imaginează tot felul de
utilizări îndrăzneţe, mai mult ori mai puţin practice, ale
fenomenului – de la noi metode de detectare a contaminării
alimentelor cu bacterii, până la animale de companie
bioluminiscente.

Cert este că oamenii de ştiinţă au reuşit deja să obţină, prin
inginerie genetică, plante transgenice care produc lumină
cu ajutorul sistemului luciferină-luciferază. În plantele
de tutun au fost transferate gene (extrase de la o specie de
licurici – Photinus pyralis) care codifică sinteza
luciferazei. Udând plantele cu o soluţie ce conţine luciferină, are
loc întâlnirea celor două substanţe în celulele plantei, care,
astfel, produc lumină.

Cercetători mai imaginativi se gândesc chiar ce util ar fi să
avem brazi de Crăciun transgenici, care ar putea
lumina singuri, fără a mai fi nevoie de beculeţe, îndepărtând,
astfel, pericolul incendiilor. Alţii, mai practici, s-au gândit
deja la plante bioluminiscente care ar putea lumina
străzile oraşelor, în viitor, fără consum de energie
electrică.
Şi le-au şi obţinut. Deşi , pentru moment, lumina vie
dată de plantele astfel manipulate genetic e prea slabă pentru a
putea fi utilizată cu succes pentru iluminatul stradal, reuşita
arata că bioluminiscenţa poate fi, pentru om, mult mai mult decât
un izvor de fascinaţie ştiinţifică şi încântare poetică: poate
deveni o preţioasă sursă de inspiraţie pentru creaţia tehnologică,
pentru ingineria viitorului.