Bioluminescência

A luz liberada por um organismo, através de reações químicas, é chamada bioluminescência. É uma forma de quimioluminescência em que o organismo pode brilhar em pleno escuro. A emissão de luz (luminescência) por tais organismos é mais comumente produzida dentro de tecidos ou órgãos e ocorre porque eles produzem moléculas do pigmento luciferina e da enzima luciferase. A reação química que produz a luminescência, a maioria das vezes, ocorre quando a enzima luciferase intermedia a ligação entre o oxigênio e a luciferina resultando em uma nova molécula, altamente energética, que libera energia em forma de luz.

A bioluminescência ocorre em organismos de diferentes espécies aparecendo nos reinos Monera, Fungi, Plantae e Animalia (i.e., bactérias, fungos, plantas e animais, respectivamente). Dentre os animais, os artrópodes mostram luminescência em famílias de colêmbolas, moscas e besouros. No caso de besouros, os padrões de emissão de luz são variados com destaque para a família Lampyridae com mais de duas mil espécies distribuídas pelo mundo. Nesta família, os exemplos mais conhecidos são os vaga-lumes onde os seus órgãos luminescentes localizam-se na parte inferior do abdômen. Dependendo do estádio de desenvolvimento do vaga-lume a bioluminescência tem finalidades diferentes. Quando adultos, a luz emitida é usada para atrair parceiros para o acasalamento; quando imaturos (larvas) os vaga-lumes utilizam a bioluminescência como um sinal de aviso a predadores alertando-os sobre o sabor desagradável ou a presença de substâncias tóxicas no seu corpo.

A atração entre machos e fêmeas para fins de acasalamento através da emissão de luz é um dos exemplos mais comuns de luminescência. Esta serve também como proteção para alertar, distrair ou ludibriar predadores – sendo a camuflagem um exemplo. Na alimentação é possível atrair presas para os organismos emissores ou mesmo iluminar áreas que contenham alimento. Um exemplo interessante ocorre em fêmeas de vaga-lumes do gênero Photuris que mimetizam a luminescência de fêmeas do gênero Photinus com o único propósito de atrair os machos, mas não para o acasalamento e sim, para comê-los. Por esta razão, fêmeas de várias espécies carnívoras de Photuris receberam a denominação de femme fatale.

Atualmente a bioluminescência tem um mercado de bilhões de dólares devido a sua importância em diversas áreas, como ecologia, comportamento, biologia celular e molecular, e medicina. Insetos bioluminescentes têm sido utilizados para analisar adaptações ecológicas e reprodutivas de alguns fenótipos no campo e em laboratórios. Organismos marinhos bioluminescentes têm sido usados para estudar processos biológicos e a poluição dos oceanos. No setor agrícola, plantas têm sido modificadas para emitir luz quando ocorrer a necessidade de água e nutrientes e para indicar o ataque de pragas e doenças. Muitos outros exemplos poderiam ser citados, contudo o que chama mais atenção é o estudo biológico desses organismos e a sua aplicação prática na medicina, principalmente, para o diagnóstico de doenças. Essa grande contribuição ao setor foi dada, inicialmente, pelo Professor Anthony Campbell da Universidade de Cardiff (Reino Unido) que estudando a combinação entre luciferase e anticorpos possibilitou a substituição de marcadores radioativos por marcadores luminescentes. Essa descoberta revolucionou o diagnóstico médico e a partir daí (1970-1980) novos caminhos e perspectivas surgiram para o estudo da bioluminescência em seres vivos.

N.M.P. GUEDES

25/10/2017