Como funciona a bioluminescência

Os animais que usam a visão para se locomover geralmente têm dificuldade em fazê-lo sem luz. Alguns, como as corujas, possuem olhos bem grandes, que utilizam para buscar a luz. Elas também usam seus outros sentidos para obter informações sobre seu ambiente. Os seres humanos, por outro lado, têm se esforçado para criar fontes de luz portáteis, geralmente artificiais, de maçaricos a lâmpadas e LEDs. Algumas formas de vida bioluminescentes possuem uma abordagem totalmente diferente - elas produzem sua própria luz e carregam-na ao redor de seus corpos.

Muitos animais usam a luz que produzem da mesma forma que as pessoas utilizam lanternas ou holofotes. Mas os animais produzem luz de uma maneira bem diferente das lâmpadas. As lâmpadas tradicionais criam a luz através da incandescência. Um filamento dentro da lâmpada esquenta e emite a luz. Esse processo particularmente não é eficiente, uma vez que gera calor suficiente para fazer a luz desperdiçar uma grande quantidade de energia.

Imagens como essa geralmente são usadas para ilustrar a bioluminescência, mas, às vezes, elas não exibem a luminescência.
Essa é uma imagem surpreendente, resultado do flash da câmera que ricocheteou de uma medusa-de-lua.

Os animais brilhantes, por outro lado, normalmente criam a luz através da luminescência. Em animais luminescentes, os compostos químicos se misturam para produzir o brilho. É semelhante à forma como as substâncias de um bastão luminoso combinam-se para produzir a luz. A luminescência é bem mais eficiente do que a incandescência. Não exige nem gera muito calor, então, às vezes, é conhecida como luz fria.

Uma planta de fumo usada pelos pesquisadores para estudar a forma como os genes relacionam-se com a luz fria foi alterada geneticamente usando os genes do vaga-lume

Os cientistas tiveram uma idéia básica da diferença entre incandescência e luminescência há 2.500 anos. Em 1600, pesquisadores começaram a descobrir exatamente como os animais produzem sua própria luz. Mas como animais diferentes usam substâncias diferentes, os cientistas ainda não sabem com exatidão como cada espécie bioluminescente produz luz. Em alguns casos, os pesquisadores não sabiam por que um animal produzia uma luz, nem como ele tinha controle para acender e apagar sua própria luz. Também pode ser bastante difícil estudar a bioluminescência, pois muitos animais, quando capturados, gastam todas as suas habilidades luminescentes. Em outros casos, o processo de captura destrói os órgãos que poduzem luz.

Princípios básicos da luz
Quente ou fria, a luz geralmente vem de uma fonte - um elétron excitado. Basicamente, a energia faz o elétron subir um nível na sua órbita atômica. Quando o elétron se fixa, ele libera um fóton, ou um pacote minúsculo de luz. Saiba mais sobre o processo em Como funciona a luz.

Você pode encontrar formas de vida bioluminescentes em todo o planeta Terra. Na terra, as espécies brilhantes de fungos alimentam-se de madeira podre, criando o misterioso fenômeno noturno conhecido como fosforescência. Em alguns tipos de fungos, toda a estrutura brilha. Em outros, como o Omphalotus olearius, somente parte do fungo - nesse caso, as lamelas - emitem luz.

Existem outros animais terrestres bioluminescentes, incluindo insetos, centopéias, diplópodes e minhocas. Um dos insetos luminescentes mais conhecidos é o vaga-lume (em inglês). As pessoas geralmente imaginam os vaga-lumes como insetos adultos brilhantes, mas a larva do vaga-lume também pisca. As minhocas luminosas também são insetos - são as larvas de várias espécies de moscas e besouros. Algumas pessoas referem-se aos vaga-lumes como minhocas brilhantes, pois algumas fêmeas não possuem asas e assemelham-se mais a minhocas do que a insetos.

Os animais bioluminescentes vivem principalmente em regiões do oceano que não recebem muita luz do sol

A maior parte dos animais bioluminescentes do mundo existe no oceano, não na terra. As formas de vida bioluminescentes vivem nas profundezas do oceano, mas a maioria existe em uma zona particular - a zona crepuscular. Essa zona também é conhecida como a zona disfótica, ou a zona mal iluminada. É a zona mais profunda do que a iluminada pelo sol, ou a zona eufótica, mas mais rasa do que a zona da escuridão, ou a zona afótica. Sua profundidade exata depende de uma série de fatores, incluindo a composição da água e as características do fundo do mar. Mas, geralmente, a zona crepuscular estende-se de 201 metros a cerca de 1006 metros de profundidade.

Apenas uma quantidade pequena de luz do sol chega a essa profundidade do oceano. A água do mar absorve a luz do sol amarela, laranja e vermelha e dispersa uma luz violeta, para que a luz que chega à zona crepuscular seja verde-azulada. Isso até certo ponto, pois a luz verde-azulada possui um comprimento de onda pequeno; assim, tem mais força para penetrar na água. Veja Como funciona a luz para saber mais sobre o comportamento de diferentes comprimentos da onda da luz.

Muitos animais bioluminescentes vivem nessa profundidade, incluindo águas-vivas, lulas, camarões, krills (pequenos crustáceos semelhantes ao camarão), minhocas marinhas e peixes. A maioria produz uma luz com comprimento de onda de aproximadamente 440 a 479 nanômetros. Ela corresponde à luz do sol verde-azulada que existe nessa parte do oceano. O brilho dos animais pode percorrer uma longa distância, além de misturar-se à luz que vem da superfície. Em algumas partes do oceano, esses animais são as principais fontes de luz.

Os animais utilizam a bioluminescência para uma série de finalidades. A seguir, veremos como a capacidade de criar luz ajuda-os a sobreviver.

Luz vermelha oceânica

Uma espécie do Malacosteus niger, que vive no fundo do mar, pode produzir luz vermelha. Essa luz não consegue ir muito longe nas partes mais escuras do oceano. Além disso, muitas espécies de águas profundas não conseguem enxergar a cor vermelha, então, a luz vermelha do Malacosteus niger pode permitir que ele fique manchado e se aproxime sorrateiramente da presa.

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