10 creaturi terestre minunate care pot străluci

Am publicat până acum zece articole pe blogul meu și toate se bazează pe articole din reviste științifice. Dar vreau, de asemenea, să postez din când în când și câteva fapte științifice interesante și amuzante, așa că am alcătuit această listă uimitoare. Sper să aveți un An Nou strălucitor!

Prima, sau singura noastră experiență cu animalele care strălucesc este, probabil, aceea de a fi ademeniți de spectacolul de lumini orbitoare pus în scenă de licurici. Capacitatea aparent magică de a emite propria lumină – un fenomen numit bioluminescență – este de fapt produsă de o reacție chimică în interiorul organismului. Reacția implică o enzimă cunoscută sub numele de luciferază, o moleculă numită luciferină și o moleculă de oxigen. Luciferaza acționează asupra reacției dintre luciferină și oxigen pentru a da un nou compus care generează lumina pe care o vedem. Acest proces necesită energie, dar bioluminescența este uimitor de eficientă: mai puțin de 20% din lumină este irosită sub formă de căldură și, din acest motiv, este adesea denumită „lumină rece”.

În timp ce bioluminescența este larg răspândită în rândul organismelor marine, este rară pe uscat și a evoluat cu milioane de ani mai târziu. Cu toate acestea, există unele creaturi terestre fascinante care au evoluat capacitatea de a produce lumină – mai ales insecte și ciuperci. Deși lumina emisă poate fi de diferite culori, cele mai comune culori, atât în mare, cât și pe uscat, sunt albastru și verde, dar pe uscat se pot vedea, de asemenea, cazuri rare de galben și chiar roșu. Organismele strălucesc din diverse motive, cum ar fi atragerea partenerilor, avertizarea prădătorilor și găsirea hranei. Unele strălucesc doar în anumite momente, timp de câteva secunde, în timp ce altele strălucesc constant. Iată câteva dintre cele câteva creaturi terestre hipnotizante capabile să strălucească. Câte dintre acestea ați mai zărit până acum?

1. Viermii incandescenți strălucitori: O atracție fatală

Vârcolacii luminoși bioluminescenți Arachnocampa luminosa, cunoscuți și sub numele de țânțari de ciupercă, sunt de mărimea unui băț de chibrit și se găsesc doar în zonele întunecate și umede din Noua Zeelandă, în special în Peșterile Waitomo, care au devenit o atracție turistică populară pentru spectacolul său uimitor de stele. Acești viermi luminoși sunt larvele care eclozează din ouă și care, în cele din urmă, devin insecte adulte cu două aripi care, de obicei, trăiesc doar câteva zile cu scopul exclusiv de a se împerechea. În timpul stadiului de larvă, care este cel mai lung și care durează până la 9 luni, larvele trebuie să mănânce cu voracitate pentru a rezista până la stadiul de adult, în timpul căruia nu pot mânca, deoarece nu au gură.

Acești locuitori ai peșterilor au conceput o tactică diabolică pentru a-și prinde prada: Își construiesc propriile „linii de pescuit” din mătase cu picături mucoase lipicioase pe care le pot atârna de tavan; aceste linii se pot întinde până la 20 de centimetri în lungime. Pe măsură ce coboară noaptea, ele strălucesc de o culoare albastră radiantă pentru a atrage prada neștiutoare, cum ar fi insectele – fie că se târăsc, fie că zboară spre momeală – care se prind în plasa lipicioasă a liniilor și sunt paralizate de substanțele chimice din mucus. Larvele se târăsc apoi în jos și își mănâncă captura. Cu cât sunt mai înfometate, cu atât pot străluci mai tare. În mod surprinzător, le ia doar 15 minute pentru a face o linie și pot face până la 25 de linii pe noapte!

Sunt extrem de teritoriale și, atunci când densitatea lor este mare, pot recurge chiar la canibalism dacă simt un invadator din propria lor specie. Femelele adulte luminează pentru a atrage partenerii, deși și masculii pot străluci, iar atunci când sosesc mai mulți masculi, aceștia se luptă între ei până când cel mai apt câștigă femela. Femela își pierde abilitatea de a străluci după ce depune ouă.

Dacă se întâmplă să aveți norocul să vedeți aceste creaturi uimitoare, păstrați tăcerea și nu le luminați cu lanternele pentru că își vor stinge luminile.

2. Melcii strălucitori

Caracatița, Quantula striata, poate arăta ca orice alt melc, dar este singurul melc terestru cunoscut ca fiind capabil să producă lumină și se găsește în Asia de Sud-Est. În mod neobișnuit, ouăle sale strălucesc în mod continuu în întuneric, iar la eclozare produc flash-uri momentane de lumină galben-verzuie din spatele gurii timp de câteva zile, deși lumina este slabă.

Motivul pentru care strălucesc și clipesc este un mister, dar este interesant faptul că nu mai strălucesc la atingerea maturității reproductive. Unii cercetători au sugerat că prin strălucire ei comunică cu alți membri ai speciei lor și se pot aduna, deși nu sunt siguri de ce. Ce mod creativ de a-i invita pe ceilalți la o reuniune!

3. Ciuperci sclipitoare

În afară de insecte, bioluminescența este cel mai frecventă în rândul ciupercilor; de fapt, au fost raportate cel puțin 50 de specii de ciuperci luminoase, speciile australiene fiind mai luminoase decât cele nord-americane. Una dintre cele mai interesante specii este ciuperca Mycena lucentipes, una dintre cele șase specii de ciuperci bioluminescente pe care oamenii de știință le-au descoperit în 2006 în pădurea atlantică din Brazilia. Aceasta strălucește într-un verde strălucitor, iar noaptea este o priveliște cu adevărat captivantă. Dar de ce strălucesc? Micologii sau experții în ciuperci nu știu, dar au speculat că ar putea fi pentru a chema artropode care ajută la dispersarea sporilor lor în alte locuri. Alte explicații au postulat că strălucirea lor ar putea descuraja insectele să le mănânce sau să atragă prădătorii insectelor să le mănânce, astfel încât acestea să nu poată mânca ciupercile – cu alte cuvinte, ele ar putea invita dușmanul dușmanului lor să se protejeze.

Există mai multe specii de ciuperci care așteaptă să fie descoperite, așa că data viitoare când mergeți la o plimbare în pădure, mergeți noaptea și priviți cu atenție în jur – cine știe, s-ar putea chiar să dați peste o nouă ciupercă strălucitoare!

4. Milipode toxice care strălucesc în întuneric

Din cele peste 12.000 de specii de milipode cunoscute, doar o mână de specii aparținând genului Motyxia sunt bioluminescente și toate acestea se găsesc exclusiv în regiunile muntoase din California. Își petrec ziua îngropate sub pământ, dar la căderea nopții, aceste târâtoare oarbe se strecoară afară din pământ pentru a ronțăi plante moarte și emit o strălucire constantă din exoscheletul lor. Strălucirea lor este amenințătoare pentru prădători: Când sunt deranjați sau amenințați, eliberează cianură toxică prin porii mici din corpul lor. În cadrul unui experiment menit să testeze această noțiune, cercetătorii au așezat milipede false pictate, făcute din lut, alături de cele reale care străluceau noaptea și le-au examinat a doua zi dimineața. Spre surprinderea lor, milipedele false au fost atacate cu cruzime de patru ori mai des decât cele care străluceau cu adevărat de ceea ce au dedus ei că erau rozătoare.

În mod uimitor , acești milipede au evoluat un mecanism diferit pentru a străluci care nu folosește luciferaza, ci folosește în schimb o fotoproteină care se aprinde atunci când este activată cu compuși bogați în calciu. Acest mecanism este similar modului în care meduzele, Aequorea Victoria, strălucesc folosind proteina verde fluorescentă, care este folosită pe scară largă în laborator în scopuri de cercetare, cum ar fi atașarea acesteia la genele de interes pentru a studia localizarea lor în interiorul celulelor.

5. Viermi de cale ferată radianți

Vârcolacii de cale ferată sunt larve și femele larviforme, care sunt adulți – cu o lungime de aproximativ cinci centimetri – care seamănă cu larvele și aparțin aceleiași superfamilii de gândaci ca și licuricii. Ei sunt unul dintre puținele organisme care reușesc performanța remarcabilă de a emite nu una, ci două culori în diferite părți ale corpului lor. Acești viermi fac parte din genul Phrixothrix și se găsesc în America de Sud. Viermii seamănă cu un tren în miniatură care se mișcă noaptea: Capul strălucește de un roșu aprins, în timp ce corpul emite lumină verde prin unsprezece perechi de pete luminoase dispuse în rânduri.

Științii au aflat că enzima luciferază implicată în reacția care emite culoarea roșie atipică din cap este singura enzimă care poate face acest lucru în natură și are o structură ușor diferită de alte luciferaze. Studii încă din anii 1940 au raportat că, la o perturbare ușoară – cum ar fi lovirea mesei și suflarea peste ele – își aprinde lumina roșie a capului, iar atunci când se confruntă cu perturbări mai viguroase își aprinde ambele rânduri de lumini verzi. Dovezi mai recente sugerează că strălucirea lor trimite un semnal prădătorilor că au un gust îngrozitor.

6. Gândacul luminos cu clichet

Mulți gândaci clichet din familia Elateridae (rude apropiate ale licuricilor), în special cei din genul Pyrophorus, sunt bioluminescenți și se găsesc în zonele tropicale din emisfera vestică. Mai sunt numiți și gândaci pocnitori și, după cum sugerează și numele lor, emit sunete de clic atunci când se propulsează în aer – adesea câțiva centimetri – pentru a se îndrepta dacă se află cu capul în jos. Atunci când sunt amenințați de prădători, ei pot, de asemenea, să sară rapid în aer pentru a se apăra.

În plus, ei produc o lumină constantă în mai multe culori diferite – de la verde până la portocaliu, în funcție de specie – în două puncte din față care arată ca niște faruri și unul sub abdomenul său. Farurile strălucesc atât de intens încât pot fi observate la o distanță de peste 30 de metri. Specia jamaicană Pyrophorus plagiophthalamus este unică prin faptul că poate produce două culori diferite de lumină în corpul său; sub corp emite o lumină galbenă, iar în partea de sus farurile sale strălucesc în verde. Cu siguranță arată de parcă ar fi de pe altă planetă. Oamenii de știință cred că luminile lor de sus și de jos au funcții diferite: farurile de pe cap sunt o baliză pentru prădători cu privire la toxicitatea lor, în timp ce lumina de sub burtă facilitează comunicarea între membrii sexului opus.

7. Gândacul ciudat care strălucește

De parcă gândacii nu erau destul de înfiorători, ce-ar fi să întâlnești gândacul luminos, Lucihormetica lucka, care se furișează noaptea în fața casei tale? Ei bine, șansele sunt rare – de fapt, s-ar putea să nu întâlnești niciunul în viața ta, deoarece se găsesc doar în pădurile tropicale din apropierea unui vulcan activ din Ecuador, iar ultimul specimen cunoscut a fost colectat în 1939. Sunt șanse ca ei să fie chiar dispăruți până acum.

Dar gândacii luminoși nu sunt noi: de la prima lor descoperire în 1999, 13 specii au fost identificate în America de Sud. Cele două pete asemănătoare ochilor și un alt punct de pe spate ale lui L. lucka luminează difuzând toxicitatea lor. Dar se pare că nu sunt cu adevărat toxici – ei doar se prefac; imită inteligent gândacii clichet – rudele lor mai vechi menționate mai devreme – care strălucesc pentru a-și anunța toxicitatea, dar acest gândac care emite o lumină de culoare identică își păcălește doar prădătorii. Aparențele pot fi cu adevărat înșelătoare! Punctele luminoase sunt pline de bacterii care trăiesc pe exoscheletul său.

8. Viermi de pământ ciudați

Toți am văzut viermi de pământ la un moment dat în viața noastră. Dar ați văzut vreodată un vierme de pământ care strălucește? Există 33 de specii de râme luminescente care se găsesc peste tot în lume, deși cele mai multe dintre ele sunt grupate în sudul Americii. Ele emit lumină de la albastru până la capătul roșu al spectrului.

În mod normal, râmele de pământ secretă mucus, pe care oamenii de știință îl numesc fluid coelemic, pentru a aluneca cu ușurință în vizuinile lor, dar câteva specii rare exudă un tip unic de mucus – unul care chiar poate străluci. Da, ați auzit bine, mucusul său este bioluminescent!

Există două specii raportate cu culori diferite de mucus: una din Noua Zeelandă și cealaltă din Georgia, în SUA. Ciudatul vierme de pământ din Noua Zeelandă, Octochaetus multiporus, emană un lichid coelemic galben-portocaliu strălucitor din gură, anus și partea inferioară atunci când se simte deranjat sau amenințat. De fapt, este atât de bizar încât lichidul său pare să strălucească în culori diferite în diferite etape ale vieții sale. Interesant este faptul că noroiul lor strălucitor a fost observat de maori, care au exploatat O. multiporus ca momeală de pescuit. Viermele de pământ din Georgia, Diplocardia longa, se găsește în solurile nisipoase din câmpiile de coastă și scuipă un nămol albastru strălucitor care se crede că alarmează prădătorii. Poate că noroiul colorat care se scurge din monștrii pe care îi vedem în jocurile pentru copii nu este atât de îndepărtat până la urmă.

9. Bacterii radiante: Un prieten sau un dușman?

Photorhabdus luminescens sunt incredibil de unice prin faptul că sunt singurele bacterii terestre capabile de bioluminescență. Ele sunt fascinante pentru că, pe de o parte, sunt utile pentru viermii nematode (viermi rotunzi), dar, pe de altă parte, sunt letale pentru alte insecte. Microbii trăiesc fericiți în intestinele viermilor nematode care trăiesc în sol, într-o alianță simbiotică în care ambele părți au de câștigat: ei transmit o strălucire albastră blândă viermilor, probabil pentru a atrage prada, și, la rândul lor, împart o parte din nutrienții din hrana viermilor.

Pentru a complica lucrurile, acești nematozi sunt de fapt paraziți care vânează alte insecte din sol – cum ar fi larvele de gândaci, molii și muște – unde pătrund și se stabilesc în interiorul corpului lor. Odată ajunși înăuntru, aceștia își regurgitează partenerii microbieni insidioși în fluxul sanguin al gazdei. Microbii își încep apoi războiul chimic; ei ucid gazda prin injectarea unei avalanșe de proteine insecticide mortale în celulele sale și de enzime care îi descompun corpul, reducându-l la o „supă nutritivă” în două zile. P. luminescens devorează cu plăcere această supă și se înmulțește exponențial, dând naștere la alte milioane de exemplare. În același timp, microbii eliberează antibiotice care împiedică alte bacterii să le invadeze ospățul. La rândul său, viermele se hrănește cu bacteriile înfloritoare și trece prin mai multe runde de reproducere în interiorul cadavrului, producând de fiecare dată sute de ouă care, de asemenea, consumă bacteriile. Atunci când rezervele de nutrienți se reduc, bacteriile rămase recolonizează intestinele viermilor nou eclozați și erup din cadavru pentru a pleca în căutarea următoarei victime. Uneori, când rezervele de hrană sunt extrem de scăzute, puii eclozați se hrănesc în schimb cu intestinele mamei lor, omorând-o într-un fenomen macabru numit matricida endotokia.

În timp ce P. luminescens sunt letali pentru insecte, ei sunt inofensivi pentru oameni. De fapt, capacitățile lor de a produce antibiotice s-au dovedit a fi un beneficiu pentru soldații răniți pe câmpul de luptă în timpul Războiului Civil din 1862 – o eră pre-antibiotică. Se pare că unii soldați răniți, în special cei care așteptau ajutor în ploaia rece, din bătălia de la Shiloh, păreau să supraviețuiască mai bine și mai repede decât alții; s-a dovedit că aveau răni care străluceau literalmente în întuneric – un fenomen care a devenit cunoscut sub numele de „strălucirea îngerilor”. Acum se crede că rănile lor au fost colonizate de P. luminescens din solul noroios care i-a protejat de infecția cu alte bacterii mortale. Ei bine, în unele cazuri rare, unele infecții bacteriene de pe răni pot fi de fapt utile – mai ales cele care strălucesc!

Cercetătorii investighează utilizarea acestei perechi mortale ca insecticid biologic pe culturi pentru a le proteja de infestarea cu gândaci.

10. Licuricii flamboaianți – focul de artificii gratuit al naturii

Nu putem completa lista noastră fără să abordăm licuricii – cele mai populare și mai studiate organisme terestre bioluminescente. Licuricii sunt de fapt niște gândaci ale căror conversații constau în modele de sclipiri de lumină din abdomenul lor, care sunt unice pentru fiecare specie și pot fi galbene, verzi sau chiar roșii. Licuricii masculi prezintă sclipiri luminoase specifice care sunt înțelese doar de potențialele partenere, care răspund prin emiterea aceluiași semnal intermitent pe care masculii îl pot recunoaște și se îndreaptă spre femele. Sună ca un mod fermecător de a atrage partenerele?

Ei bine, unii licurici nu sunt atât de captivanți, cel puțin nu licuricii femele din genul Photuris. Acestea își folosesc luminile ca pe o stratagemă: ele imită modelele de semnalizare cu intermitență și întârziere ale femelelor de licurici Photunis pentru a atrage masculii Photunis, dar cu un alt scop decât împerecherea – pentru a-i devora. Masculii naivi se îndreaptă spre ele în speranța că vor găsi un partener, dar în schimb găsesc moartea. Atunci de ce le mănâncă? Licuricii Photuris nu au un compus defensiv numit lucibufagine, care ajută la descurajarea prădătorilor, cum ar fi păianjenii, de a-i mânca. Dar verii lor Photunis îl produc în cantități abundente, așa că ei îl obțin în mod viclean, consumându-i.

Luciferaza de fluture este o enzimă indispensabilă în laboratoarele de medicină și biologie, unde este folosită ca genă reporter prin legarea ei de o genă de interes – cum ar fi cele implicate în boli – pentru a urmări expresia lor în celule. Gena luciferazei a fost inserată în anumite țesuturi ale organismelor vii, cum ar fi șoarecii, pentru a monitoriza vizual evoluția tumorilor canceroase. De fapt, oamenii de știință au creat mutanți de luciferază care pot emite o lumină mai puternică într-o gamă de culori, care sunt foarte utile pentru vizualizarea diferitelor proteine din interiorul organismelor.

Științii speră să valorifice activitatea luciferazei pentru a produce lumini mai eficiente din punct de vedere energetic, care ar putea înlocui într-o zi lămpile noastre fluorescente și LED. O echipă de oameni de știință a creat nanoroduri luminoase folosind o luciferază manipulată genetic atașată la nanoroduri, care a acționat ca și combustibil. Aceștia preconizează că acești luceferi-nanorods ar putea fi montați în lămpi LED și s-ar putea aprinde fără a folosi electricitate.

Dacă sună atrăgător, așteptați să auziți despre o altă posibilitate mai interesantă: folosirea plantelor luminoase pentru a vă ilumina casa. Proiectul Glowing Plant Project, condus de o echipă de oameni de știință în cadrul unui proiect DIY biohacking, își propune să promoveze iluminatul natural fără electricitate, alimentat de luciferaza sintetică din plante, ca o alternativă sustenabilă la cerințele noastre crescânde de energie. De fapt, cu mult timp în urmă, în 1986, o echipă de cercetători a modificat o plantă de tutun pentru a exprima luciferaza licuriciului, dar a trebuit să o ude cu luciferină pentru a o face să strălucească, iar lumina era slabă. De atunci, alte câteva grupuri de cercetare au reușit să creeze cu succes plante luminoase.

Dar acest proiect recent a fost atât de popular încât și-a depășit obiectivul inițial de finanțare de numai 65.000 de dolari pe Kickstarter, adunând aproape o jumătate de milion de dolari, iar celor care au promis 40 de dolari sau mai mult li se promit semințe de plante Arabidopsis luminoase ca recompensă, deși mulți oameni se opun eliberării de semințe de plante modificate genetic nereglementate. Având în vedere răspunsul copleșitor, echipa plănuiește chiar să creeze o plantă de trandafir luminoasă.

Aplicațiile luciferazei sunt nesfârșite și, cine știe, într-o zi s-ar putea chiar să vă întoarceți acasă noaptea cu mașina pe străzile iluminate cu copaci luminoși. Viitorul arată cu siguranță luminos!

.