La bioluminescenza: una trasformazione dell’energia chimica in energia luminosa. A cosa serve? Come la utilizzano le creature marine che vivono negli abissi? La bioluminescenza può interessare anche per le sue applicazioni pratiche nella nostra vita quotidiana?
Durante le vacanze natalizie in famiglia, nella mia Marsiglia, tra due pietanze francesi ipercaloriche, sono riuscita a ritagliarmi un pomeriggio, per approfondire una tematica scoperta da poco ma molto affascinante: la Bioluminescenza.
Ed in questo inizio di anno 2023, parlare della luce che sorge nel buio, non ci può fare che bene!
Gli abissi
Il fondale oceanico abissale è in gran parte coperto da pianure, le quali formano vaste aree ricoperte di sedimenti. Eppure, gli abissi racchiudono molti tesori. Sono specie sconosciute e minerali preziosi provenienti dalle profondità marine. Se si riuscisse a sfruttarli nel modo giusto, potrebbero rappresentare soluzioni per il futuro.
Oltre i 200 metri di profondità, l’oceano scuro rappresenta l’80% del volume oceanico. Pur essendo il più grande ecosistema della Terra, rimane il meno conosciuto del pianeta custodendo scoperte di importanza innegabile.
In ogni caso, gli abissi rimangono un ambiente misterioso perché l’esplorazione subacquea a queste profondità è costosa e richiede notevoli risorse tecniche. Tuttavia, oggi sappiamo che rappresentano un ecosistema estremamente ricco e diversificato.
Di fatto, oltre i 200 metri di profondità, il buio è quasi totale, perciò, lì non c’è traccia di vita vegetale e per sopravvivere, le specie viventi hanno dovuto adattarsi per sopravvivere.
Il buio negli abissi? Non c’è!
Reagendo alla mancanza di luce e di cibo, gli animali, sono per lo più di piccola taglia e di colore scuro. Alcuni hanno sviluppato occhi sporgenti per catturare la poca luce presente o sono diventati ciechi. Anche le modalità di alimentazione sono diverse poiché il cibo disponibile è limitato alla “pioggia” di detriti organici che cadono dall’alto.
Ma alcuni organismi hanno la straordinaria capacità di emettere luce attraverso una reazione chimica: la bioluminescenza. Dalla superficie fino a 4000 metri di profondità, ¾ degli organismi sono bioluminescenti, dai batteri ai pesci, comprese le meduse.
Si tratta di una trasformazione dell’energia chimica in energia luminosa grazie ad un catalizzatore prodotto dall’essere vivente stesso.
L’emissione di luce da parte degli organismi è uno dei modi più efficaci per comunicare grazie alla trasparenza e all’omogeneità ottica dell’ambiente acquatico.
La bioluminescenza permette quindi ad essi di riprodursi, sfuggire ai predatori o attirare le prede per nutrirsi.
Tuttavia, a causa della loro fragilità e delle difficoltà di accesso alle profondità oceaniche, gli organismi bioluminescenti sono difficili da osservare vivi o in situ.
Lo sapevate che?
Durante la Seconda Guerra Mondiale, gli ufficiali giapponesi potevano leggere nel buio grazie alla polvere di ostracodi bioluminescenti (piccoli crostacei) anche essiccati? Oppure che nelle profondità dell’oceano, il pesce rospo, per accoppiarsi, lampeggia diventando rosa luminescente?
Oltre ad aiutare gli scienziati a capire meglio alcune specie, il fenomeno di bioluminescenza interessa anche per le sue applicazioni pratiche nella nostra vita quotidiana.
In campo medico, viene usato per migliorare i referti radiologici e individuare così i tumori in fase iniziale, stimandone con precisione le dimensioni e la forma. Si utilizza la bioluminescenza anche nella ricerca del trattamento di purificazione delle acque o ancora per ridurre l’impatto ambientale dell’illuminazione urbana.
Infatti, con la biomimetica, l’uomo si ispira alla natura per rispondere ai problemi ambientali e costruire una città sostenibile. I batteri bioluminescenti sono una delle soluzioni di domani: potrebbero consentire la progettazione di innovazioni grazie alla luce che producono (segnaletica, decorazione e design, architettura).
Un ROV cacciatore di bioluminescenza
Per tutte queste ragioni, circa un anno fa, nell’ambito dell’EMSO, (European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory), rete europea di osservatori dei fondali marini e della colonna d’acqua, con l’obiettivo scientifico di studiare l’impatto del riscaldamento globale e gli ecosistemi di acque profonde, è stato mandato un ROV pilotato a distanza via Internet a 2400 metri sotto la superficie del mare.
Si chiama BathyBot ed è il primo del suo genere in Europa!
È stato ideato da due ricercatori dell’Istituto Mediterraneo di Oceanologia (MIO), con sede a Marsiglia, che studiano la biodiversità microbica negli ecosistemi marini nonché i meccanismi che permettono ai microrganismi di adattarsi a condizioni estreme o contaminate.
BathyBot è un robot bentonico progettato per muoversi sul fondale la cui missione è di studiare la bioluminescenza grazie ad una telecamera ipersensibile dotata di luce rossa che non spaventa gli organismi marini.
Il piccolo robot sarà gli occhi dei ricercatori durante le prossime dieci anni nei fondali tra Marsiglia e Tolone ed aiuterà a capire l’origine di tale attività luminosa nell’oscurità degli abissi.
I ricercatori ritengono che la misurazione della bioluminescenza potrebbe diventare il primo metodo per monitorare in modo continuo l’attività biologica nelle profondità marine. Permetterebbe di comprendere meglio l’impatto dei movimenti delle masse d’acqua oceanica sulla vita marina e più particolarmente riguardo alla circolazione termoalina in acque profonde.
Tale fenomeno tenderà a diminuire significativamente nel corso di questo secolo a causa del riscaldamento globale e avrà conseguenze importanti per gli ecosistemi delle profondità marine, privandoli dell’apporto di nutrienti e ossigeno proveniente dalla superficie.
Dieci globi bioluminescenza per illuminare il Museo Subacqueo di Marsiglia
Ma non soltanto la scienza si interessa alla bioluminescenza!
Essa viene anche utilizzata come mezzo di espressione e di sensibilizzazione ambientale attraverso l’arte plastica.
In occasione del 30° anniversario della Giornata Mondiale degli Oceani, nel mese di giugno scorso, il Museo Subacqueo di Marsiglia (di cui vi avevo già parlato qui), ha organizzato un’installazione di bioluminescenza subacquea, con il patrocinio della Commissione Nazionale Francese per l’UNESCO.
Il progetto, condotto dagli esperti dall’Istituto Mediterraneo di Oceanologia attraverso diversi stand didattici, mirava a sensibilizzare il grande pubblico alla preservazione degli ecosistemi minacciati.
Dieci globi ermetici, progettati con materiali totalmente riciclabili e contenenti batteri bioluminescenti trovati nel Mediterraneo e identificati dal MIO, sono stati sospesi in mare aperto per illuminare le sculture della galleria subacquea grazie alla luce prodotta dagli organismi viventi.
Il pubblico meravigliato ha potuto immergersi nelle acque cristalline di Marsiglia sotto la magica luce della bioluminescenza.
Non mi resta che augurare a tutti tutti un buonissimo anno 2023 e… buona Luce!
Fonti: Mio
