Bioluminescentie is de emissie van licht die sommige levende wezens in bepaalde situaties genereren om hun overleving te verzekeren. Het is een lichtbron die als een koude reactie wordt beschouwd, omdat deze geen enkele vorm van warmte afgeeft.
Dit bijna magische fenomeen is wijdverbreid op alle biologische niveaus. Het is voornamelijk aanwezig in insecten en zeedieren, zoals onder andere vuurvliegjes, plankton, wormen en inktvissen.
Een hoog percentage van de soorten die bioluminescentie uitzenden, leeft in de zee, vooral in diepten van meer dan 200 meter, plaatsen waar zonnestraling niet komt en totale duisternis heerst. Daarom is 75% van de diepzeedieren afhankelijk van het vermogen om licht uit te stralen.
Chemisch proces achter bioluminescentie
Men denkt dat het vermogen om licht te produceren ongeveer 150 miljoen jaar geleden evolutionair is geëvolueerd. Vanaf dat moment konden sommige soorten - vooral mariene - licht produceren door een chemische reactie.
De details van deze chemische reactie hangen sterk af van de soort die het uitvoert.. Het kan echter worden samengevat in de oxidatie van luciferine, een eiwit dat licht uitstraalt wanneer het in contact komt met zuurstof, en luciferase, een katalytisch enzym. Het door vuurvliegjes uitgestraalde licht is een voorbeeld van deze reactie tussen luciferine en luciferase.
Een ander soort chemische reactie waardoor sommige soorten licht kunnen uitstralen, is via ionen in plaats van enzymen. Hierdoor kan het lichaam de helderheid van het licht regelen om meer of minder eiwitten vrij te maken,dit alles wordt gecontroleerd door het zenuwstelsel van dieren, als reactie op externe factoren.
Soorten bioluminescentie
Er zijn drie hoofdtypen bioluminescentie: intracellulair, extracellulair en die geproduceerd door de symbiotische relatie met bacteriën. De eerste is die waarbij de chemische reactie volledig in het lichaam van bioluminescente dieren wordt geproduceerd., door gespecialiseerde cellen. Dit type bioluminescentie is kenmerkend voor verschillende inktvissen en dinoflagellaten.
Bron: www.spotmydive.com
Extracellulaire bioluminescentie is wanneer de reactie tussen luciferase en luciferine plaatsvindt buiten het bioluminescente organisme. Beide componenten worden opgeslagen in verschillende klieren in of op de huid van het dier. Op het moment dat ze licht nodig hebben, scheiden ze de stoffen af om de chemische reactie uit te voeren. Dit type bioluminescentie komt veel voor bij sommige schaaldieren en diepzeekoppotigen.
De bioluminescentie die optreedt door symbiose met bacteriën is de meest voorkomende in het dierenrijk, vooral bij zeedieren zoals weekdieren, stekelhuidigen, vissen en wormen. In verschillende delen van het lichaam van bioluminescente dieren zijn kleine blazen, bekend als fotoforen, gerangschikt waar ze lichtgevende bacteriën bevatten, die indien nodig worden geactiveerd of uitgescheiden.
Bioluminescentie functies
Bioluminescentie heeft een breed scala aan functies binnen het dierenrijk. Ze helpen allemaal bioluminescente soorten om te overleven, of ze zich nu willen voortplanten, voeden of zichzelf verdedigen.
Als afweersysteem is bioluminescentie buitengewoon effectief: het geproduceerde licht wordt gebruikt om roofdieren af te schrikken of te verwarren. Dit wordt gedaan door een reeks flitsen. Sommige soorten maken zelfs bioluminescente ledematen los van hun lichaam als afleidingstechniek om te voorkomen dat ze vitale organen aanvallen, net als de Anomalopidae, de familie lantaarnvissen.
Sommige soorten gebruiken de emissie van licht om een partner te vinden. Mannetjes gebruiken lichtsignalen om vrouwelijke interesse te wekken, terwijl vrouwtjes op mannetjes kunnen reageren met andere lichtemissies. Deze techniek wordt door vuurvliegjes gebruikt om zich voort te planten. Een ander geval kan zijn dat de helderheidsintensiteit van het uitgestraalde licht het mannelijkheidspotentieel aantoont.
Ook bioluminescentie wordt gebruikt als een offensieve techniek. Het duidelijkste voorbeeld zijn de soorten die licht als aas gebruiken, omdat sommige vissen door licht worden aangetrokken en als ze dichtbij genoeg zijn, worden ze geconsumeerd. Licht kan ook door roofdieren worden gebruikt om beter te zien in de diepe zee.