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#acessibilidade A ilustração mostra uma noite na floresta. Há muito mato e outras plantas no chão, árvores e pode-se ver a silhueta de montanhas ao fundo. Em meio às plantas existem círculos amarelos que representam vaga-lumes.
Quem já teve a oportunidade de, longe da cidade, em noites de verão ao ar livre, observar pequenos pontos de luz que se movimentam no ar? É muito provável que tenham visto vaga-lumes! Vaga-lumes são seres vivos que emitem luz própria e por este motivo são seres bioluminescentes. Estes pequenos insetos possuem uma enzima denominada luciferase que reage quimicamente com a luciferina na presença de oxigênio, produzindo luz! A este fenômeno é dado o nome de bioluminescência. Mas com qual finalidade os vaga-lumes emitem luz? A bioluminescência no caso dos vaga-lumes está principalmente relacionada com a reprodução. As fêmeas respondem aos machos em movimento no processo de acasalamento, e ambos emitem luz que é reconhecida um pelo outro. E mais interessante ainda, devido ao padrão de emissão de luz, eles podem se reconhecer como indivíduos do mesmo grupo!
É importante lembrar aqui que bioluminescência é diferente de biofluorescência, porque na bioluminescência a produção de luz ocorre através de reação química, enquanto na biofluorescência a molécula fluorescente necessita ser estimulada por uma radiação para que possa absorvê-la e depois emiti-la na forma de luz visível.
Não somente no ar podemos observar seres bioluminescentes, mas também na água. Aliás, o ambiente marinho é o mais rico em seres vivos bioluminescentes! Em regiões profundas dos oceanos, é possível encontrar muitos animais, ou também bactérias luminescentes dentro de animais, os quais se beneficiam da emissão de luz. As finalidades da bioluminescência podem ser: o auxílio na procura por presas, defesa, comunicação, dentre outros.
E nas superfícies dos mares, podemos observar algum ser vivo que emita luz? Sim! Depois dos vaga-lumes, os organismos bioluminescentes mais comumente encontrados são os dinoflagelados presentes na superfície dos mares. São microrganismos (organismos microscópicos) unicelulares e eucariontes (organelas internas), cuja emissão de luz apresenta a função ecológica de, por exemplo, defesa contra predadores que são surpreendidos com a luz e não se alimentam dos seres brilhantes! Esses microrganismos, assim como outros organismos marinhos, geralmente emitem luz azulada, o que está relacionado ao ambiente onde a luz azul atinge distâncias mais longas. O dinoflagelado denominado Noctiluca scintillans é um exemplo comum que pode ser observado em praias em períodos noturnos em ondas quebrando, ao redor de embarcações em movimento ou simplesmente ao agitar a superfície da água. A força do movimento da água sobre as células é responsável por desencadear o processo que resulta na emissão de luz. Assim como acontece nos vaga-lumes, os dinoflagelados também possuem a enzima luciferase que será responsável pela reação química com a luciferina na presença de oxigênio.
A bioluminescência apresenta diversas funções para um organismo. Será que esta propriedade de emitir luz poderia ser utilizada para outras aplicações além das ecológicas citadas acima? Sim, através de técnicas de modificação genética em laboratório podemos fazer com que um organismo não bioluminescente passe a emitir luz, como uma forma mais simples e rápida de sinalização e detecção em tecnologias desenvolvidas em laboratório. As técnicas utilizadas para produção de organismos que emitem luz, entretanto, não deveriam ser utilizadas com o objetivo de introdução do organismo na natureza, se esta emissão de luz não apresentar uma função biológica ou ecológica bem estabelecida e aprovada por órgãos responsáveis.
Ao observar que muitos organismos marinhos produzem luz, o leitor poderia pensar: seria possível ter seres bioluminescentes em casa? Em uma rápida busca é possível encontrar em páginas comerciais, recipientes de plástico transparente, que são comercializados contendo um líquido com dinoflagelados bioluminescentes. O recipiente deve ser agitado, assim como a água do mar, e, quando a luz estiver apagada, será possível observar a luz emitida pelos microrganismos. Diferentes formatos de recipientes podem ser utilizados como uma forma de aquário de dinoflagelados decorativo.
Fontes:
Fonte da imagem destacada: Green vector created by brgfx – www.freepik.com
Buck, J., & Case, J. (2002). Physiological Links in Firefly Flash Code Evolution. Journal of Insect Behavior, vol. 15, p. 51-68.
Haddock SHD, Moline MA, Case JF. (2010) Bioluminescence in the sea. Annual Review of Marine Science, vol. 2, p. 443-493.
MADIGAN, Michael T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2016. Becker, W.: Microalgae in human and animal nutrition, p. 312–351. In Richmond, A. (ed.), Handbook of microalgal culture. Blackwell, Oxford (2004).
Maldonado EM and Latz MI. (2007) Shear-Stress Dependence of Dinoflagellate Bioluminescence. The Biological Bulletin, vol. 212, n. 3, p. 242-249.
Valiadi M and Iglesias-Rodriguez. (2013). Understanding Bioluminescence in dinoflagellates – How far have we come? Microorganisms, vol. 1, p. 3-25.
Woods WA, Hendrickson H, Mason J, Lewis SM. (2007) Energy and Predation Costs of Firefly Courtship Signals. The American Naturalist, vol. 170, n. 5, p. 702-708.
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/bioluminescence/
Vídeo Your very own pet Dino! do canal Vat19 no YouTube
https://www.ted.com/talks/edith_widder_the_weird_wonderful_world_of_bioluminescence
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#accesibilidad: La figura muestra una noche en el bosque. Hay mucha vegetación, otras plantas en el suelo, árboles, y puede verse la silueta de montañas al fondo. Entre las plantas se ven círculos amarillos que representan luciérnagas.
¿Quién no ha tenido la oportunidad de observar, de lejos en la ciudad, en noches de verano al aire libre, unos pequeños puntos de luz que se mueven en el aire? ¡Es muy probable que hayan visto luciérnagas! Las luciérnagas son seres vivos que emiten luz propia y por esta razón se conocen como seres bioluminiscentes. Estos pequeños insectos tienen una enzima llamada luciferasa que reacciona químicamente con la luciferina en presencia de oxígeno, ¡produciendo luz! A este fenómeno se le da el nombre de bioluminiscencia. Pero ¿para qué emiten luz las luciérnagas? La bioluminiscencia en el caso de las luciérnagas está relacionada con la reproducción. Las hembras responden a los machos en movimiento durante el proceso de apareamiento, y ambos emiten luz que es reconocida mutuamente. Lo que es todavía más interesante, es que, debido al patrón de emisión de luz, pueden reconocerse como individuos del mismo grupo.
Es importante resaltar aquí, que bioluminiscencia es diferente a bio-fluorescencia, porque en la primera, la producción de luz ocurre a través de una reacción química, mientras que en la bio-fluorescencia la molécula fluorescente necesita ser estimulada por radiación, que es absorbida y emitida luego en forma de luz visible.
No solo en el aire podemos observar seres bioluminiscentes, también en el agua. Es más, el ambiente marino es el más rico en seres vivos bioluminiscentes. En regiones más profundas de los océanos es posible encontrar muchos animales y hasta bacterias luminiscentes dentro de animales, que se benefician de la emisión de luz. La bioluminiscencia es útil, por ejemplo, como soporte en la búsqueda de presas, defensa, comunicación, entre otros.
Y en la superficie del mar ¿podemos observar algún ser vivo que emita luz? ¡Sí! Además de las luciérnagas, los organismos bioluminiscentes que se encuentran con más frecuencia son los dinoflagelados presentes en la superficie del mar. Son microorganismos (organismos microscópicos) unicelulares y eucariotas (organelos internos), cuya emisión de luz tiene la función ecológica de, por ejemplo, defenderlos contra depredadores que son perturbados por la luz y ¡no se alimentan de seres brillantes! Esos microorganismos, así como otros organismos marinos, generalmente emiten luz azulada, y esto está relacionado al ambiente donde la luz azul alcanza mayores distancias. El dinoflagelado llamado Noctiluca scintillans es un ejemplo común que puede observarse en playas en períodos nocturnos, alrededor de embarcaciones en movimiento, o simplemente al agitar la superficie del agua. La fuerza del movimiento del agua sobre las células desencadena el proceso que resulta en la emisión de luz. Así como pasa con las luciérnagas, los dinoflagelados también poseen la enzima luciferasa que es responsable de la reacción química con la luciferina, en presencia de oxígeno.
La bioluminiscencia tiene diversas funciones en un organismo. ¿Será que esta propiedad de emitir luz podría ser usada para otras aplicaciones además de las ecológicas mencionadas anteriormente? ¡Sí! Por medio de técnicas de modificación genética, podemos hacer que un organismo no bioluminiscente emita luz, como una forma más simple y rápida de señalización y detección en tecnologías desarrolladas en un laboratorio. Sin embargo, las técnicas utilizadas en la producción de organismos que emiten luz no deberían ser usadas con el objetivo de introducir un dado organismo en la naturaleza si esta emisión de luz no tiene una función biológica o ecológica bien definida y aprobada por una entidad reguladora responsable.
Al observar que muchos organismos marinos producen luz, el lector podría pensar: ¿sería posible tener seres bioluminiscentes en casa? Haciendo una búsqueda rápida se puede encontrar en páginas comerciales, recipientes de plástico transparente que se venden con un líquido con dinoflagelados bioluminiscentes. El recipiente se agita, así como el agua del mar, y cuando se apaga la luz, se observará la luz que emiten los microorganismos. Diferentes formatos de recipientes pueden utilizarse como acuarios decorativos de dinoflagelados.
Fuentes:
Fuente de la imagen destacada: Green vector created by brgfx – www.freepik.com
Buck, J., & Case, J. (2002). Physiological Links in Firefly Flash Code Evolution. Journal of Insect Behavior, vol. 15, p. 51-68.
Haddock SHD, Moline MA, Case JF. (2010) Bioluminescence in the sea. Annual Review of Marine Science, vol. 2, p. 443-493.
MADIGAN, Michael T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2016. Becker, W.: Microalgae in human and animal nutrition, p. 312–351. In Richmond, A. (ed.), Handbook of microalgal culture. Blackwell, Oxford (2004).
Maldonado EM and Latz MI. (2007) Shear-Stress Dependence of Dinoflagellate Bioluminescence. The Biological Bulletin, vol. 212, n. 3, p. 242-249.
Valiadi M and Iglesias-Rodriguez. (2013). Understanding Bioluminescence in dinoflagellates – How far have we come? Microorganisms, vol. 1, p. 3-25.
Woods WA, Hendrickson H, Mason J, Lewis SM. (2007) Energy and Predation Costs of Firefly Courtship Signals. The American Naturalist, vol. 170, n. 5, p. 702-708.
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/bioluminescence/
Vídeo Your very own pet Dino! do canal Vat19 no YouTube
https://www.ted.com/talks/edith_widder_the_weird_wonderful_world_of_bioluminescence
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