Cum produc licurici lumina?

Pâlpâirea amurgului din licurici confirmă că a sosit vara. În copilărie, este posibil să fi capturat acele așa-numite erori de fulgere în mâinile tăiate și aruncat o privire printre degete pentru a le urmări să strălucească, întrebându-se exact cum licurici fascinanti produce lumină.

licuricii creați lumină într-un mod similar cu modul în care funcționează un glowstick. Lumina rezultă dintr-o reacție chimică sau chimioluminiscență. Când o reacție chimică producătoare de lumină are loc în interiorul unui organism viu, oamenii de știință numesc această proprietate bioluminescență. Cel mai organisme bioluminiscente trăiesc în medii marine, dar licuricii se numără printre creaturi terestre capabile să producă lumină.

Dacă te uiți atent la un licurici adult, vei vedea că ultimele două sau trei segmente abdominale apar diferit de celelalte. Aceste segmente cuprind organul producător de lumină, o structură eficientă care produce lumină fără a pierde energia termică. Dacă ai atins vreodată un bec incandescent după ce a trecut câteva minute, știi că este cald. Dacă organul ușor al licuricii ar emite căldură comparabilă, insecta ar atinge un capăt crocant.

În licurici, reacția chimică care îi determină să strălucească depinde de o enzimă numită luciferază. Nu vă lăsați înșelat de numele său; această enzimă nu este o lucrare a diavolului. Lucifer provine din latină Lucis, adică lumină și Ferre, adică să poarte. luciferazei atunci este literalmente enzima care aduce lumină.

Bioluminiscența licurici necesită prezența calciului, adenozinei trifosfat, luciferanului chimic și enzimei luciferază în organul ușor. Când oxigenul este introdus în această combinație de ingrediente chimice, declanșează o reacție care produce lumină.

Oamenii de știință au descoperit recent că oxidul nitric joacă un rol esențial în a permite oxigenului să intre în organul ușor al licuricii și să inițieze reacția. În absența oxidului nitric, moleculele de oxigen se leagă de mitocondrii de pe suprafața celulelor organice ușoare și nu pot intra în organ pentru a declanșa reacția. Deci nu poate fi produsă lumină. Când este prezent, oxidul nitric se leagă de mitocondrii în schimb, lăsând oxigenul să intre în organ, se combină cu celelalte substanțe chimice și generează lumină.

Pe lângă faptul că sunt markeri ai speciilor pentru atracția mate, bioluminiscența este și un semnal pentru prădătorii de licurici, cum ar fi liliecii, că vor avea un gust amar. Într-un studiu publicat în numărul de august 2018 al jurnalului Avansuri științifice, cercetătorii au descoperit că liliecii mâncau mai puține licurici atunci când licuricii străluceau.

Fluturii producători de lumină clipește într-un model și culoare care sunt unice pentru speciile lor, iar aceste tipare flash pot fi utilizate pentru a le identifica. Învățarea să recunoașteți speciile de licurici din zona dvs. necesită cunoașterea lungimii, numărului și ritmului de sclipiri ale acestora, intervalul de timpul dintre sclipirile lor, culoarea luminii pe care o produc, tiparele de zbor preferate și ora nopții când de obicei clipește.

Rata tiparului de licurici este controlată de eliberarea de ATP în timpul reacției chimice. Culoarea (sau frecvența) luminii produse este probabil influențată de pH. Rata de aprindere a unui licurici va varia, de asemenea, în funcție de temperatură. Temperaturile mai scăzute duc la viteze mai mici de bliț.

Chiar dacă sunteți bine în versiunile de flash pentru licuricii din zona dvs., trebuie să fiți atenți la posibili imitatori care încearcă să-și păcălească colegii de licurici. Femelele cu licurici sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a imită tiparele flash ale altor specii, un truc pe care-l folosesc pentru a-i atrage pe bărbați care nu se uită în apropiere, astfel încât să poată înscrie o masă ușoară. Pentru a nu fi depășit, unele licurici masculi pot copia și tiparele flash ale altor specii.

Luciferaza este o enzimă valoroasă pentru cercetarea biomedicală, în special ca un marker al expresiei genice. Cercetătorii pot vedea literalmente o genă la locul de muncă sau prezența unei bacterii atunci când luciferaza este marcată. Luciferaza a fost utilizată pe scară largă pentru a ajuta la identificarea contaminării alimentelor de către bacterii.

Datorită valorii sale ca instrument de cercetare, luciferaza este la cerere mare de către laboratoare, iar recolta comercială de licurici vii a afectat negativ populațiile de fluturi în unele zone. Cu toate acestea, oamenii de știință au clonat cu succes gena luciferază a unei specii de licurici, Photinus pyralis, în 1985, permițând producția pe scară largă de luciferază sintetică.

Din păcate, unele companii chimice extrag în continuare luciferaza din licurici decât să producă și să vândă versiunea sintetică. Acest lucru a pus efectiv o recompensă pe capetele de licurici din unele regiuni, unde oamenii sunt încurajați să le strângă de mii în timpul vârfului lor sezonul de împerechere de vară.

Într-un singur județ din Tennessee, în 2008, oamenii dornici să încaseze cererea unei firme ale companiei pentru licurici capturate și înghețate aproximativ 40.000 de bărbați. Modelarea computerizată de către o echipă de cercetare sugerează că acest nivel de recoltare poate fi nesustenabil pentru o astfel de populație de licurici. Cu disponibilitatea de luciferază sintetică astăzi, astfel de recolte de licurici pentru profit nu sunt în totalitate inutile.

• Capinera, Ioan L. Enciclopedia entomologiei. Springer, 2008.
• “Ceas cu licurici.” Muzeul Științei, Boston.
• “Cum și de ce se aprind licuricii?” Științific american, 5 sept. 2005.
• “Licurici se aprind pentru a atrage perechi, dar, de asemenea, pentru a determina prădători.” Asociația Americană pentru Avansarea Științei, 21 aug. 2018.
• _{Lee, John. "Bioluminescență de bază"Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Universitatea din Georgia.}
• _{"Modelarea Efectelor Recoltei asupra Persistenței Populației Fluturilor," Modelare ecologică, 2013.}