In Puglia, nel Salento, ci sono stati avvistamenti di alcune alghe di color rosso che hanno allarmato non poco i bagnanti e i residenti della zona, ma durante la notte si trasformavano in uno spettacolo fantastico: l’acqua marina e gli scogli intorno compresa la sabbia si sono colorati di blu elettrico, uno spettacolo meraviglioso. La bioluminecescenza è una luce fredda, significa che meno del 20% della luce genera radiazione termica. La maggior parte degli organi bioluminescenti si trova nell’oceano o comunque nel mare. Queste specie bioluminescenti marine contengono pesci, batteri e gelatine. Alcuni organi bioluminescenti, tra cui lucciole e funghi, si trovano sulla terra. Non ci sono agenti bioluminescenti originari di acqua dolce.

La reazione chimica che provoca la bioluminescenza richiede due sostanze chimiche uniche: la luciferina e la luciferasi o la fotoproteina. La luciferina è il composto che effettivamente produce luce. In una reazione chimica, la luciferina è chiamata substrato. Il colore bioluminescente (giallo nelle lucciole, verdastro nei pesci lanterna) è il risultato della disposizione delle molecole di luciferina.
Alcuni organismi bioluminescenti non sintetizzano la luciferina. Invece, lo assorbono attraverso altri organismi, sia come cibo o in una relazione simbiotica. Alcune specie di pesci di mezza nave, ad esempio, ottengono la luciferina attraverso i “gamberetti” che consumano. Molti animali marini, come i calamari, ospitano batteri bioluminescenti nei loro organi di luce. I batteri e i calamari hanno una relazione simbiotica.

La luciferasi è un enzima. Un enzima è un prodotto chimico (chiamato catalizzatore) che interagisce con un substrato per influenzare la velocità di una reazione chimica. L’interazione della luciferasi con la luciferina ossidata (aggiunta di ossigeno) crea un sottoprodotto, chiamato ossiluciferina. Ancora più importante, la reazione chimica crea luce.I dinoflagellati bioluminescenti producono luce usando una reazione luciferina-luciferasi. La luciferasi trovata nei dinoflagellati è correlata alla clorofilla chimica verde presente nelle piante.

Gli ecosistemi dinoflagellati bioluminescenti sono rari, per lo più si formano in lagune di acqua calda con aperture strette verso il mare aperto. I dinoflagellati bioluminescenti si riuniscono in queste lagune o baie e la stretta apertura impedisce loro di fuggire. L’intera laguna può essere illuminata di notte. I biologi hanno identificato un nuovo ecosistema dinoflagellate bioluminescente nella Riserva naturale di Humacao, Puerto Rico, nel 2010. La maggior parte delle reazioni bioluminescenti coinvolge la luciferina e la luciferasi. Alcune reazioni, tuttavia, non coinvolgono un enzima (luciferasi). Queste reazioni coinvolgono una sostanza chimica chiamata fotoproteina. Le fotoproteine ​​si combinano con luciferine e ossigeno, ma hanno bisogno di un altro agente, spesso uno ione dell’elemento calcio, per produrre luce.
Le fotoproteine ​​sono state identificate solo di recente e biologi e chimici stanno ancora studiando le loro insolite proprietà chimiche. Le fotoproteine ​​sono state studiate per la prima volta in gelatine di cristallo bioluminescente trovate al largo della costa occidentale del Nord America. La fotoproteina nelle gelatine di cristallo è chiamata “proteina fluorescente verde” o GFP. L’aspetto della luce bioluminescente varia notevolmente, a seconda dell’habitat e dell’organismo in cui si trova.

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