ΤΟ ΗΞΕΡΕΣ ΟΤΙ...
Η χημεία και οι άλλες επιστήμες

Η βιοφωταύγεια της πυγολαμπίδας

Body
Η εκπομπή φωτός από τις πυγολαμπίδες αφορά κυρίως την επικοινωνία των δύο φύλλων με στόχο την αναπαραγωγή και οφείλεται στο φαινόμενο της βιοφωταύγειας, κατά το οποίο η χημική ουσία «λουσιφερίνη» διεγείρεται και στη συνέχεια αποδιεγείρεται εκπέμποντας φως κ.

Η πυγολαμπίδα είναι ένα νυχτόβιο κολεόπτερο έντομο. Από ένα ειδικό φωτογόνο όργανο στο κάτω τμήμα της κοιλιάς του παράγονται ρυθμικές λάμψεις συνήθως πρασινοκίτρινου χρώματος. Πρόκειται για πολύ φωτεινά σήματα, κατά τη δημιουργία των οποίων χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ακτινοβολία με απόδοση που αγγίζει το 100% (δηλαδή με ελάχιστη παραγωγή θερμότητας).  

Πυγολαμπίδες
Πυγολαμπίδες κατά το φαινόμενο της βιοφωταύγειας

Το φαινόμενο της εκπομπής φωτός από ζώντες οργανισμούς, αλλά και από εργαστηριακά βιοχημικά συστήματα ονομάζεται βιοφωταύγεια. Πρόκειται, κατά κύριο λόγο, για ένα μηχανισμό άμυνας ή επικοινωνίας μεταξύ των δύο φύλων ενός είδους.  

Βιοφωταύγεια πυγολαμπιδών
Πυγολαμπίδες εκπέμπουν φως και ανταλλάσσουν μηνύματα

Στην περίπτωση των πυγολαμπίδων, η βιοφωταύγεια αφορά κυρίως την αναπαραγωγή τους. Τα αρσενικά έντομα του είδους πετούν κατά το σούρουπο ή κατά τη διάρκεια της νύχτας και φωτοβολούν εκπέμποντας λάμψεις. Μόλις τα θηλυκά αντιληφθούν τις λάμψεις αυτές, «απαντούν» επίσης με λάμψεις, οι οποίες ανιχνεύονται από τα αρσενικά. Το όλο αυτό φαινόμενο δεν είναι καθόλου απλό, αφού τα αρσενικά θα πρέπει να αναγνωρίσουν τα σωστά σήματα είτε, για παράδειγμα, μέσω ενός σύνθετου «κώδικα αναγνώρισης φύλου», ο οποίος θέλει τα θηλυκά να εκπέμπουν φωτεινό σήμα με μια καθυστέρηση συγκεκριμένης διάρκειας, είτε μέσω της ανίχνευσης χρωματικών διαφορών.

Για να παραχθούν οι λάμψεις, θα πρέπει από το οργανικό μόριο «λουσιφερίνη» να προκύψει συγκεκριμένο διεγερμένο σύμπλοκο, το οποίο θα εκπέμψει φως κατά την αποδιέγερσή του. Απαραίτητη προϋπόθεση για να γίνει αυτό είναι η λουσιφερίνη να οξειδωθεί μέσω μιας διαδικασίας που απαιτεί την ύπαρξη του ένζυμου-καταλύτη «λουσιφεράση», αλλά και την ύπαρξη ιόντων μαγνησίου, προφανώς οξυγόνου, αλλά και ATP (αδενοσινοτριφωσφορικό οξύ), το οποίο λειτουργεί ως «αποθήκη χημικής ενέργειας» και είναι απαραίτητο και για τις αντιδράσεις βιοφωταύγειας. Το επίσης απαραίτητο για τη βιοχημική αντίδραση μοριακό οξυγόνο μεταφέρεται στο φωτογόνο όργανο μέσω τραχειακών διακλαδώσεων που αποτελούν το σύστημα αερισμού του εν λόγω οργάνου. Ο έλεγχος της όλης διαδικασίας γίνεται από το νευρικό σύστημα του εντόμου.