Επαγγελματικο
Χωρα
Βιοφωταύγεια

Βιοφωταύγεια

Το σπουδαιότερο θέαμα φωτός από όλα αυτά

Από τα λαμπερά σπήλαια μέχρι τα φρενήρη ιπτάμενα νυχτερινά φώτα που τρεμοπαίζουν: η βιοφωταύγεια είναι ένα φαινόμενο που πολλοί το σέβονται, αλλά λίγοι το κατανοούν. Οι ειδικοί μας εξηγούν τι κρύβεται πίσω από την εκπληκτική επίδειξη φωτός της φύσης Και αντιμετωπίζουν μια καίρια ερώτηση: θα μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε τις ζωντανές πηγές φωτός για λαμπτήρες;

 Μια βιοφωταυγής μέδουσα.

Falmouth, Τζαμάικα. Αρχικά, τα παγκοσμίου φήμης μαύρα νερά της λιμνοθάλασσας παραμένουν στάσιμα. Αλλά μετά, με την παραμικρή αναταραχή, το νερό ζωντανεύει και ένα μπλε-πράσινο φως λαμπυρίζει από κάτω. Η λαϊκή παράδοση λέει ότι μια βουτιά σε αυτά τα «νερά που λαμπυρίζουν» μοιάζει με ντους στην πηγή της νεολαίας. Οι γυναίκες που αγκαλιάζουν την αιθέρια εμπειρία λέγεται ότι γίνονται πιο όμορφες και φαίνονται νεότερες.

Γνωρίζουμε τώρα ότι η λάμψη προέρχεται από υψηλή συγκέντρωση βιοφωταυγών δινομαστιγωτών - μονοκύτταρων οργανισμών που εκπέμπουν φως. Ωστόσο, δεν αποτελεί μεγάλη έκπληξη το γεγονός ότι στο πέρασμα των αιώνων, μύθοι και θρύλοι έχουν συνδεθεί με τέτοιες εξωκοσμικές επιδείξεις φυσικής ομορφιάς.

«Η εκπομπή φωτός από φωτιά, αστραπές, αστέρια ή ζωντανά όντα προσελκύει την προσοχή οποιουδήποτε ανθρώπου. Στην περίπτωση της βιοφωταύγειας, το φως έχει μια παράξενη λάμψη, κάτι μαγικό και μυστηριώδες», λέει ο Cassius Stevani, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Ινστιτούτο Χημείας του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο και ειδικός στη βιοφωταύγεια.

Όλα τα πράγματα φωτεινά και όμορφα

Η βιοφωταύγεια είναι η εκπομπή ψυχρού ορατού φωτός από ένα ζωντανό ον. Ίσως οι δύο πιο γνωστές περιπτώσεις του φαινομένου για τον απλό άνθρωπο είναι οι πυγολαμπίδες και τα φωσφορίζοντα σκουλήκια. Ενδιαφέρον είναι όμως, όπως επισημαίνει ο καθηγητής Stevani, ότι αυτά δεν είναι ούτε μύγες ούτε σκουλήκια: «Οι πυγολαμπίδες είναι στην πραγματικότητα σκαθάρια και τα φωσφορίζοντα σκουλήκια θα μπορούσαν να είναι είτε το προνυμφικό στάδιο μυγών και σκαθαριών είτε μερικά ενήλικα σκαθάρια». Έτσι μαθαίνουμε.

Η βιοφωταύγεια είναι ευρέως διαδεδομένη στους οργανισμούς της Γης αλλά συμβαίνει συχνότερα στους ωκεανούς μας. «Υπάρχουν βιοφωταυγή βακτήρια, δινομαστιγωτά, μύκητες και ζώα όπως έντομα, σκουλήκια, μέδουσες, μαλακόστρακα, μαλάκια και ψάρια, αλλά ενδιαφέρον είναι ότι δεν υπάρχουν φυτά βιοφωταύγειας», εξηγεί ο καθηγητής Stevani. Όσο για τους κατοίκους των ωκεανών, η εκπομπή του φωτός θα μπορούσε να έχει δώσει ένα εξελικτικό πλεονέκτημα σε αυτά τα ζώα βαθέων υδάτων σε ένα μέρος χωρίς καμία επιπλέον πηγή φωτός.

Μύκητες που λαμπυρίζουν
Βιοφωταυγείς μύκητες Mycena
Πυγολαμπίδα στο γρασίδι
Πυγολαμπίδα στο γρασίδι

Σεξ και έγκλημα: οι χρήσεις του φυσικού φωτός

Ενώ ο καθηγητής παραδέχεται ένα ευαίσθητο σημείο για τους βιοφωταυγείς μύκητες - το κύριο ερευνητικό του ενδιαφέρον - δεν είναι μόνο τα μανιτάρια που λαμπυρίζουν που τον ενθουσιάζουν: «Κάθε οργανισμός έχει τη δική του ιδιαιτερότητα και συγκεκριμένη χημεία που εμπλέκεται στην παραγωγή του φωτός. Ως επιστήμονας, θέλω να μάθω πώς και γιατί λαμβάνει χώρα αυτή η διαδικασία.»

Σε γενικές γραμμές, το πώς είναι σαφές. Η βιοφωταύγεια προέρχεται από μια χημική αντίδραση ενός υποστρώματος, που γενικά ονομάζεται λουσιφερίνη, και ενός ενζύμου, της λουσιφεράσης. «Είναι ένα είδος αντίδρασης οξείδωσης όπως η φωτιά. Ωστόσο, η φωτιά είναι μια ανεξέλεγκτη χαοτική διαδικασία που απελευθερώνει ενέργεια ως θερμότητα. Η βιοφωταύγεια είναι μια πολύ πιο οργανωμένη διαδικασία, της οποίας η ενέργεια απελευθερώνεται ως φωτόνια που δίνουν φως», λέει ο καθηγητής Stevani

Όσον αφορά το γιατί, αυτό εξαρτάται από τον οργανισμό - όπως συνεχίζει ο καθηγητής Stevani: «Οι πυγολαμπίδες χρησιμοποιούν βιοφωταύγεια για επικοινωνία, θήρευση και ερωτοτροπία. Τα ψάρια τη χρησιμοποιούν για θήρευση, επικοινωνία και ως αντιστάθμιση στον φωτισμό. Είναι πιθανό οι μύκητες να εκπέμπουν φως για την προσέλκυση παραγόντων διασποράς σπορίων.»

Οι λαμπτήρες της φύσης

Πράσινο-pepe
Mycena chlorophos

Προφανώς, τέτοιοι οργανισμοί που εκπέμπουν φως είναι πολύ διαφορετικοί από τους συνθετικούς ομολόγους τους όπως τα LED - αλλά μπορεί να είναι πιο κοντά από ό,τι νομίζετε.

«Τα LED και η βιοφωταύγεια ανήκουν στην πραγματικότητα στην ίδια ευρεία κατηγορία διαδικασίας εκπομπής φωτός: τη φωταύγεια», εξηγεί ο Stevani. «Η μόνη διαφορά είναι πώς το μόριο ή το υλικό προωθείται σε μια διεγερμένη κατάσταση. Όπου χρησιμοποιείται ηλεκτρισμός, είναι ηλεκτροφωταύγεια, όπου είναι χημική αντίδραση, χημειοφωταύγεια - εκ των οποίων η βιοφωταύγεια είναι μία μορφή.»

Μια άλλη πηγή ποικιλίας στους λαμπτήρες που χρησιμοποιούμε είναι το χρώμα. Και πάλι, μπορεί να εκπλαγείτε που υπάρχει τέτοια ποικιλία και στη βιοφωταύγεια: «Μπορείτε να έχετε μπλε, κόκκινη και πράσινη ακτινοβολία τόσο στη ξηρά όσο και στη θάλασσα. Είναι επίσης δυνατό να παρατηρηθεί κάποια ανάμειξη χρωμάτων που δίνουν κίτρινα και πορτοκαλί χρώματα. Κανονικά, το μπλε είναι το χρώμα στη θάλασσα, αλλά μερικές μέδουσες εκπέμπουν στην πράσινη περιοχή. Παραδόξως, οι πυγολαμπίδες μπορούν να εκπέμπουν σε ολόκληρο το ορατό φάσμα.»

Μια επιχειρηματική υπόθεση βιοφωταύγειας;

Ας εξετάσουμε λοιπόν τον μη βιοφωταυγή ελέφαντα στον χώρο: εάν οι οργανισμοί όπως τα βακτήρια μπορούν να παράγουν φως τότε δεν μπορούμε απλώς να τους πακετάρουμε και να τους χρησιμοποιήσουμε ως πηγή φωτός; Βέβαια, αυτό μπορεί να το ευτελίζει κάπως, αλλά υπάρχει μια εφικτή εμπορική ευκαιρία η βιοφωταύγεια να φωτίζει τον κόσμο μας;

Ορισμένες νεοσύστατες εταιρείες σίγουρα θα σας έκαναν να το πιστεύετε - με ισχυρισμούς ότι διαταράσσουν τον τρόπο παραγωγής και κατανάλωσης φωτός, προσφέροντας μια ζωντανή και αυτάρκη πρώτη ύλη φωτισμού με τη μορφή καλλιεργούμενων βιοφωταυγών βακτηρίων. Ωστόσο, οι ειδικοί παραμένουν κάπως σκεπτικοί:

«Όλοι πιστεύουν ότι έχουν ανακαλύψει ένα μυθιστόρημα και μια λαμπρή ιδέα: δωρεάν φως!» ισχυρίζεται ο Edie Widder, Πρόεδρος, Διευθύνων Σύμβουλος & ανώτερος επιστήμονας στο ORCA (Ένωση Ωκεάνιας Έρευνας και Διατήρησης) στη Φλόριντα και ειδικός στη Βιοφωταύγεια. «Το πρόβλημα είναι ότι είναι δωρεάν μόνο έως ότου υπολογίσετε το κόστος παραγωγής. Η διατήρηση του στενού εύρους των περιβαλλοντικών μεταβλητών που απαιτούνται για να διατηρηθεί η ανάπτυξη και το λαμπύρισμα των βακτηρίων είναι ενεργειακά δαπανηρή.»

Όπως λέει ο Δρ Widder, «Η βιοφωταύγεια έχει πολλές εξαιρετικά πολύτιμες εφαρμογές, αλλά ο φωτισμός του κόσμου δεν είναι μία από αυτές. Τα LED που τροφοδοτούνται από ηλιακή ή αιολική ενέργεια έχουν πολύ μεγαλύτερο νόημα ως λύση φωτισμού.»

Σχετικά με τους ειδικούς μας

Ο καθηγητής Cassius Stevani είναι Αναπληρωτής Καθηγητής στο Ινστιτούτο Χημείας του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (USP) όπου μελετά τον μηχανισμό εκπομπής φωτός σε βιοφωταυγείς μύκητες. Μάθετε περισσότερα για αυτόν:

Ο Δρ Edie Widder είναι ένας παγκοσμίως γνωστός ειδικός στη βιοφωταύγεια και εξερευνητής βαθέων υδάτων, ο οποίος προεδρεύει της Ένωσης Ωκεάνιας Έρευνας και Διατήρησης (ORCA) στη Φλόριντα. Μάθετε περισσότερα στον ιστότοπο:

Μοιραστείτε τη σελίδα μας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης