Luzes da natureza

Todo mundo tem, pelo menos uma vez na vida, que passar uma noite no campo. Longe das luzes, do barulho e das agitações da cidade, percebemos melhor a natureza a nossa volta, que é bem peculiar à noite. O som dos sapos coaxando e das corujas piando pode causar estranheza a quem não está acostumado, mas pode ser relaxante quando se pensa na proximidade com o meio natural, ali, longe das criações humanas.

Nesses locais, algo que chama a atenção pela sua sutileza são as pequenas luzes que piscam, voando para lá e pra cá. Não, não vamos falar de discos voadores e sim de vagalumes. Esses insetos são dotados de uma das mais fascinantes habilidades que a natureza criou, presente também em algas e algumas espécies de peixes e fungos: a bioluminescência.

Entende-se por bioluminescência a capacidade de alguns seres vivos gerar luz fria através de reações químicas. Existem 3 tipos de bioluminescência, de acordo com a origem da luz:

Simbiose com bactérias

Animais marinhos bioluminescentes, como vermes, moluscos, cnidários e peixes, possuem em seu corpo “bolsas”, chamadas fotóforos, que armazenam bactérias produtoras de luz. Esses fotóforos são controlados pelo sistema nervoso do animal, que possui mecanismos de controle da intensidade e frequência da emissão de luz. Essas bactérias realizam reações químicas (que são detalhadas logo abaixo) que envolvem oxigênio e uma substância chamada luciferina, que geram luz.

Bioluminescência intracelular

Esse tipo de luz é gerado em células específicas, chamadas de fotóforos, que também utilizam reações do oxigênio com a luciferina na geração de luz. Alguns animais, como os vagalumes, possuem “placas refletoras”, feitas de cristais de urato, localizadas próximas a essas células para intensificar a luz. Essas placas também são encontradas em algumas espécies de peixes, lulas e algas dinoflageladas.

Bioluminescência extracelular

Nesse tipo, a luciferina e a luciferase (uma enzima que catalisa a luciferina) são armazenadas em vesículas dentro de células específicas, os fotóforos. Quando necessário, essas vesículas são expulsas da célula, produzindo uma nuvem luminosa. É utilizada por crustáceos e cefalópodes abissais para fugir de predadores.

Fungo bioluminescente Panellus stipticus.
Figura 1: Fungo bioluminescente Panellus stipticus
Um pouco de química

A luz produzida por organismos bioluminescentes ocorre por meio de uma reação química altamente exotérmica, na qual uma substância chamada luciferina é oxidada, liberando energia na forma de luz visível. Essa reação é catalisada por enzimas  genericamente chamadas de luciferases.

A produção de luz começa com a reação entre o oxigênio e a luciferina, catalisada pela luciferase, produzindo oxiluciferina excitada que, ao decair, libera um fóton. Em seguida, a oxiluciferina é convertida em ácido cafeico, precursor da hispidina que, por sua vez, é precursora da luciferina. Essas reações garantem o ciclo contínuo da geração de luz, pois a hispidina é “reciclada” para produzir a luciferina utilizada no início do processo.

Um fato curioso é a variação da natureza química das luciferinas de um grupo taxonômico para outro, o que indica que a bioluminescência se originou várias vezes e independentemente durante a evolução.

Algas dinoflageladas bioluminescentes no mar.
Figura 2: Algas dinoflageladas bioluminescentes
Luzinha muito útil

A geração de luz pelos seres vivos é muito importante para eles. Para os vagalumes, a bioluminescência ajuda na atração do sexo oposto no momento da reprodução, sendo observado que o ritmo de emissão de luz é específico, ou seja, cada espécie possui um padrão próprio de emissão de luz. Além disso, fêmeas desses insetos podem imitar padrões de espécies diferentes para atrair machos que se deslocam, acreditando que encontraram uma parceira, mas, infelizmente, acabam predados.

Nem tudo que reluz é bioluminescência

Na natureza, pode-se encontrar outras formas de emissão de luz entre os seres vivos, como algumas plantas fluorescentes. No entanto, a fluorescência não é o mesmo que bioluminescência. Como vimos, seres bioluminescentes produzem a luz que emitem através de reações químicas em suas células. Já os seres fluorescentes absorvem energia da luz fornecida, como a luz solar, e emitem de volta na forma de luz visível. Essa emissão termina assim que o fornecimento de energia é interrompido.

REFERÊNCIAS

Acorinthe, J P O. Bioluminescência: a luz da vida. In: Simpósio de Ensino de Graduação, 10, Anais… Unimep, 2012.

Bechara E J H; Viviani R V. Luzes vivas na escuridão: fatos e casos. Revista Virtual de Química, v. 7, n. 1, 2015.

Viviani R V; Bechara E J H. Um prêmio Nobel por uma proteína brilhante. Química Nova na Escola, n. 30, 2008.

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