Peștera Waitomo din Noua Zeelandă'este iluminată de o lumină ciudată

în 1888, căpetenia Maori locală a tribului Kawhia, un bărbat pe nume Tane Tinorau, a decis să conducă o petrecere de război și să atace un alt trib din regiunea Waikoto din insula de Nord a Noii Zeelande.

după ce a cucerit cu succes celălalt clan, un vânător a fost trimis să găsească mâncare. A dat peste intrarea într-o rețea de peșteri. Șeful Tinorau a fost primul care a explorat peșterile în detaliu, plutind pe o plută din tulpini de flori de in, cu doar o torță arzătoare pentru a ghida drumul.

cu toate acestea, torța sa nu a fost singura lumină din peșteră. Deasupra capului său, acoperișul peșterii strălucea ca cerul nopții. Erau mii de insecte mici atașate de stâncă, fiecare pâlpâind în întuneric. Efectul frumos a câștigat peșterilor numele lor:peșterile Waitomo Glowworm.

sunt doar un mediu în care puteți găsi creaturi de lumină – una dintre numeroasele specii care pot emite o strălucire strălucitoare pentru a ajuta la prinderea prăzii, evitarea prădătorilor, chiar și pentru a găsi un partener. Aceste creaturi strălucitoare sunt una dintre cele mai cunoscute atracții ale lumii naturale, dar în unele cazuri abia începem să le înțelegem.

viermii glowworms din Peștera Waitomo nu sunt deloc viermi. Acestea sunt larvele de ciuperci de ciuperci: muște mici, delicate, care se hrănesc cu ciuperci. De îndată ce larvele eclozează, încep să rotească șiruri lipicioase din tavanul peșterii. Firele mătăsoase au inspirat numele Latin al insectelor: Arachnocampa luminosa, care se traduce direct ca “vierme păianjen strălucitor”.

bioluminescența a evoluat separat de cel puțin 50 de ori

viermii strălucitori aruncă globule de mucus lipicios de-a lungul fibrelor web, ceea ce le face să arate ca niște coliere de mărgele de sticlă atârnate ca niște linii de pescuit din tavan. Apoi atârnă de firele mătăsoase și stau și așteaptă. O glandă asemănătoare unui glob în cozile lor produce lumina albastră fantomatică: lumina strălucește literalmente din spatele lor.

celelalte insecte care trăiesc în întunericul întunecat al peșterii nu pot vedea capcana lipicioasă a viermilor strălucitori – dar pot vedea lumina albastră. Atrași ca molii de o flacără, zboară în sus – doar pentru a fi prinși în capcană. Tot ce este lăsat apoi să facă țânțarul flămând este să se rostogolească în linie și să-și devoreze prada în viață.

viermii strălucitori sunt pricepuți să trăiască în întuneric. Pe lângă peșterile Waitomo, ele pot fi găsite și ascunse în copertine de pădure întunecate și umede. Ei folosesc o reacție chimică în corpul lor pentru a crea lumină: un proces cunoscut sub numele de bioluminescență.

sunt departe de a fi singuri în generarea luminii în acest fel. Bioluminescența a evoluat separat de cel puțin 50 de ori. Abilitatea este împrăștiată în tot arborele vieții, apărând în insecte, pești, meduze, bacterii și chiar ciuperci.

deși aceste organisme pot fi izbitor de diferite unele de altele – au trecut miliarde de ani de când unele dintre ele au împărtășit ultima dată un strămoș comun – reacția chimică responsabilă de producerea luminii este remarcabil de similară în organismele bioluminescente.

în fiecare caz, animalul, ciupercile sau bacteriile profită de natura reactivă a oxigenului, care dorește să se combine cu alte elemente într-un proces cunoscut sub numele de oxidare. Oxigenul se leagă de o substanță chimică numită luciferină și suferă o reacție chimică, ajutată de o enzimă numită luciferază.

o glandă asemănătoare orbului din cozile lor produce lumina albastră fantomatică

compusul de mare energie care se formează apoi se descompune, eliberând suficientă energie pentru a excita electronii din atomi, astfel încât aceștia să sară mai departe de nucleu. Când se relaxează înapoi unde erau, un foton este expulzat și energia sub formă de lumină vizibilă este eliberată.

deși toate creaturile bioluminescente folosesc aceeași reacție, natura și structura exactă a luciferinei și luciferazei variază dramatic între diferite specii.

în cazul viermilor Glowworm din Peștera Waitomo, cercetătorii abia au început să studieze modul în care larvele produc lumină. Primul astfel de studiu a fost publicat în 2015. Oamenii de știință au descoperit o asemănare remarcabilă cu probabil cel mai faimos dintre toate animalele bioluminescente: licuriciul.

cercetătorii nu aveau niciun motiv să suspecteze că bioluminescența Waitomo glowworm ar fi ceva asemănător versiunii firefly. În primul rând, atunci când amestecați licurici luciferin cu Waitomo glowworm luciferase nu se produce lumină.

există o distanță evolutivă uriașă între viermii strălucitori și licuricii

viermele strălucitor folosește, de asemenea, o parte neobișnuită a corpului său pentru a face organe ușoare numite tubuli malfighieni care fac parte din sistemul excretor al insectelor. Este un pic ca oamenii care fac lumină din rinichii lor. Nu se știe că alte insecte bioluminescente fac acest lucru.

pentru a investiga mai departe, oamenii de știință de la Universitatea din Otago din Noua Zeelandă au izolat genele din tubulii malfigieni ai viermilor strălucitori și au căutat să vadă care dintre ele erau neobișnuit de active în comparație cu activitatea genică din alte părți ale corpului insectelor.

Remarcabil, trei dintre cele mai active gene codificate pentru proteine care au fost similare cu luciferaza licurici. Acest lucru este ciudat, deoarece, deși cele două specii sunt ambele insecte, există o distanță evolutivă uriașă între viermii strălucitori și licurici. Una este o muscă, iar cealaltă un gândac. Pentru a găsi un strămoș comun pentru cele două organisme, ar trebui să vă întoarceți cu 330 de milioane de ani în urmă.

este aproape imposibil ca un strămoș comun să transmită genele bioluminescenței ambelor insecte, deoarece majoritatea altor insecte care au evoluat din același strămoș nu strălucesc în întuneric. În schimb, cele două luciferaze ar fi putut evolua independent de o enzimă comună moștenită de la un strămoș cu mult timp în urmă.

“cele două insecte sunt evolutiv suficient de departe încât ne-am așteptat la o chimie unică de la glowworm”, spune Kurt Krause, unul dintre oamenii de știință care au studiat glowworm. “Se pare că luciferina este complet diferită de cea a Licuricilor, dar enzima luciferază are multe caracteristici similare.”

natura a venit cu diferite moduri de a rezolva problema de a face lumina

este o descoperire neobișnuită, având în vedere că cercetătorii știu că alte organisme bioluminescente folosesc tot felul de substanțe chimice diferite pentru a produce o strălucire. Viermele de cale ferată, care nu este, de asemenea, un vierme, ci larva unui gândac, folosește două luciferaze diferite pentru a produce două culori separate – roșu și verde ca un semafor. Planctonul unicelular numit dinoflagelate își face propria luciferină, care este chimic foarte asemănătoare cu clorofila chimică verde Găsită în plante.

unele animale bioluminescente își fură luciferina de la alte creaturi, făcându-i efectiv pe alții să-și facă lumina pentru ei.

calmarul hawaian bobtail, de exemplu, exploatează natura luminoasă a bacteriilor Vibrio fischeri. Bacteriile nu produc lumină atunci când plutesc singure în ocean, dar atunci când sunt încorporate în organul de lumină al calmarului încep să strălucească o lumină albastră slabă. Relația este reciproc avantajoasă, deoarece în schimbul producerii de lumină bacteriile obțin un flux constant de nutrienți.

“dacă te uiți la chimia luciferinelor, deși oxigenul molecular declanșează întotdeauna reacția strălucitoare, luciferinele chimice reale utilizate în reacție sunt foarte diferite”, spune Krause. “Natura a venit cu diferite moduri de a rezolva problema de a face lumină.”

cum a apărut această capacitate de generare a luminii în primul rând? O teorie este că luciferinele au evoluat mai întâi ca antioxidanți.

pe pământul timpuriu, înainte ca planeta noastră să aibă o atmosferă adecvată, formele de viață au fost bombardate cu radiații UV de la soare. Această radiație ar fi rupt apa și ar fi eliberat o formă reactivă dăunătoare de oxigen care dăunează celulelor. Viața a răspuns prin producerea de antioxidanți-substanțe chimice care sunt capabile să șteargă acest oxigen periculos.

între 80 și 90% din speciile care trăiesc la 700 m sau mai mult sub nivelul mării își pot produce propria lumină

treptat, atmosfera Pământului s-a schimbat. Nivelul de oxigen a crescut, ceea ce însemna că mai mult era disponibil pentru a se dizolva în oceane, iar organismele ar putea începe să exploreze niveluri mai profunde ale oceanului și să obțină în continuare oxigenul de care aveau nevoie pentru a supraviețui. Dar puțin din lumina UV dăunătoare se filtrează prin coloana de apă, astfel încât antioxidanții produși de aceste organisme care locuiesc adânc erau în afara unui loc de muncă.

evoluția a răspuns așa cum o face întotdeauna: a improvizat, găsind un nou rol pentru antioxidanți.

deoarece era puțină lumină la adâncime, speciile aveau nevoie de o modalitate de a găsi hrană și colegi. Exploatând faptul că antioxidanții au evoluat deja pentru a interacționa cu oxigenul, evoluția a fost selectată treptat pentru versiuni care generează lumină ca parte a acestei interacțiuni. Bioluminescența a evoluat – și s-a dovedit o inovație atât de utilă încât, așa cum se spune, s-a răspândit ca focul sălbatic.

de fapt, se crede că între 80 și 90% din speciile care trăiesc la 700 m (2.297 picioare) sau mai mult sub nivelul mării își pot produce propria lumină.

chiar și în cele mai întunecate locuri, multe animale au ochi care se străduiesc să prindă cea mai slabă licărire și se pare că unele animale au evoluat bioluminescența pentru a încerca să le atragă atenția.

în unele cazuri, a avea un corp care se aprinde te poate face mai puțin probabil să fii văzut

peștele pescar înfricoșător, de exemplu, are un apendice asemănător unei sulițe care se aprinde ca un far. Peștii înoată pentru o privire mai atentă și sunt rupți de fălcile monstruoase ale peștelui pescar.

licuricii, pe de altă parte, folosesc lumina pentru a atrage un partener, mai degrabă decât o masă. La unele specii masculii emit un model specific care le spune femelelor că sunt interesate de împerechere.

dar creaturile de lumină nu au întotdeauna atracție în mintea lor. Unii generează lumină pentru a distrage atenția-sau chiar pentru a evita complet controlul nedorit. În unele cazuri, a avea un corp care se aprinde te poate face mai puțin probabil să fii văzut.

luminile strălucitoare ale calmarului hawaian Bobtail menționat anterior îi permit să se camufleze, deoarece lumina o imită pe cea a luminii cu picături care filtrează coloana de apă de la suprafață. Prădătorii, inclusiv rechinii, vânează adesea de jos, căutând siluete în apa în care un animal blochează filtrarea luminii solare. Utilizarea bioluminescenței ca formă de contra-iluminare poate împiedica aceste atacuri, făcând animalul la fel de luminos ca apa din jur.

Hatchetfish folosi această abordare prea. Au organe emițătoare de lumină care indică în jos din burtă. Sunt capabili să regleze fin cantitatea de lumină pe care o fac, astfel încât să se potrivească cu cea care vine din cer, făcându-i aproape invizibili pentru prădătorii de dedesubt.

prădătorii, inclusiv rechinii, vânează adesea de jos căutând siluete în apă

precum și camuflaj, animalele pot folosi lumini intermitente pentru a-și speria și confunda dușmanii, cumpărându-le timp prețios pentru a scăpa. Vampirul calmar trăiește adânc în adâncurile oceanului. Dacă sunt atacați, aruncă un mucus strălucitor în întuneric asupra atacatorului lor.

stelele fragile, o rudă apropiată a stelelor de mare, au, de asemenea, un mod unic și viclean de a păcăli prădătorii. Ei pot detașa unul dintre brațele lor luminescente, astfel încât prădătorul să urmărească brațul în loc de corpul principal al stelei fragile. Mai târziu își pot re-crește apendicele.

unele specii de castravete de mare – o altă rudă de stele de mare – sunt chiar mai obraznice și pot transmite părțile corpului lor strălucitoare peștilor care trec. Prădătorul urmărește apoi peștele în timp ce castravetele de mare își scapă.

alte creaturi își pot păcăli prădătorii. Ei folosesc bioluminescența pentru a atrage animale care vor ataca și mânca acei vânători.

planctonul Dinoflagelat se încadrează în această categorie. Ele produc Display-uri orbitoare de lumină albastră pe timp de noapte. Lumina alertează animalele mai sus în lanțul alimentar, care sunt atrase de perspectiva de a prinde și de a mânca unul dintre animalele care pășunează pe plancton.

stelele fragile pot detașa unul dintre brațele lor luminescente, astfel încât prădătorul să urmărească brațul în loc de corpul principal

deci, de unde știu animalele că lumina pe care o fac va atrage atenția potrivită? Dacă lumina poate atât să sperie, cât și să atragă, să atragă sau să distragă atenția, doriți să vă asigurați că aveți efectul potrivit asupra prăzii, colegilor sau prădătorilor.

o teorie este că organismele sunt în general atrase de o strălucire, dar speriate sau deviate de sclipiri scurte și strălucitoare. De exemplu, atunci când femela Waitomo Glowworm fly iese din coconul ei, ea emite o strălucire constantă. Ea este rapid înconjurată de bărbați care doresc să se împerecheze cu ea.

strălucirea constantă este utilă și atunci când vine vorba de atragerea insectelor pentru o masă. Acest efect face ca acoperișul peșterilor lor să clipească ca cerul nopții-captivând atenția umană încă de când șeful Tinorau a asistat pentru prima dată la spectacol acum 130 de ani.

Alăturați-vă peste cinci milioane de fani BBC Earth, plăcându-ne pe Facebook sau urmăriți-ne pe Twitter și Instagram.

dacă ți-a plăcut această poveste, înscrie-te la săptămânal bbc.com caracteristici newsletter numit “Dacă ați citit doar 6 lucruri în această săptămână”. O selecție alesi de povești de la BBC viitor, pământ, Cultură, Capital, Travel și Autos, livrate la mesajele primite în fiecare vineri.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.

Back to Top