Euphausia pacifica
Organismi luminosi
Luminescenza: emissione di luce da parte di molecole senza specificarne la causa che la ha originata.
Fotoluminescenza: conseguente all’assorbimento di luce da parte di una molecola (proteina) ed emissione, es. la fluorescenza.
Chemiluminescenza: deriva da un processo chimico esoergonico che porta ad un prodotto in uno stato elettronicamente eccitato, il quale decade allo stato fondamentale emettendo fotoni. La bioluminescenza è sempre causata da un processo chimico ma avviene in organismi viventi ed è catalizzata da enzimi.
Organismi luminosiBatteri Dinoflagellati (alghe unicellulari) Radiolari (organismi unicellulari) Cnidari (meduse)Ctenofori (plancton gelatinoso) NemertiniMolluschi Nudibranchi (pochi) vongole (poche) calamaro (molti) Octopodi (pochi) Annelidi (molti) Polcheti Crustaci Copepodi Ostracodi Amfipodi Decapodi, Euphausiidi (krill) Chaetognati (arrow-worms; 1 specie) Echinodermi: stella di mare, cetriolo di mare, Hemichordati Urochordati Cordati: squali (alcuni) pesci (molti) Centopiedi MillepiediInsetti: lucciole, maggiolino FunghiCollemboli
Non esistono rettili, anfibi o mammiferi né piante da fiori luminosi
Vibrio harveyi
Batteri
Organismi luminosi
Nei batteri la bioluminescenza si associa al consumo di ossigeno; pertanto, l’emissione di luce avviene soltanto in condizioni di aerobiosi
Pyrocystis fusiformis)
Fitoplancton : Dinoflagellati
Noctiluca scintillans
Kayak nella Baia luminescente di Porto Rico
Organismi luminosi
Tomopteris nisseni
ZooplanctonRadiolari
(colonie, diam. 1,2 cm)
Tuscaridium cygneum
Organismi luminosi
Tomopteris nisseni
Cnidari
Periphylla periphylla
Scyphozoaires
(Meduse, plancton gelatinoso)
Organismi luminosi
Deiopea sp.
Thalassocalyce inconstans
Ctenofori
Beroe forskalii (~10 cm)
Organismi gelatinosi, taglia di qq cm a 1m
Organismi luminosi
Molluschi
Pholas dactylus o dattero di mare - 8 a 12 cm
Phylliroe sp.
Cefalopodi
Vampyroteuthis infernalis
Cranchia sp.
Organismi luminosi
Tomopteris nisseni
Tomopteris sp.
Annelidi policheti
(Gli unici organismi ad emettere luce gialla)
Organismi luminosi
Crostacei
OstracodiGigantocypris agassizii
copepodi
Gaussia princeps
(Qqs mm)
Organismi luminosi
Chetognati
Caocosagitta macrocephala
Colonie de salpe
(taglia di qqs. mm)
Tunicati
Pyrosoma tuberculata
Pesci
Myctophides (pesce lanterna)
~3 cm
pesci-accetta
Stimolazione Emissione spontanea
Stimolazione meccanica (rimescolamento dell’acqua) captata dalla membrana cellulare
controllo per via nervosa
batteri
dinoflagellati
copepodi
Organi luminosi
unità scintillanti
(0.5 µm, dinoflagellati)
Cellule secretrici (crustacei, alcuni pesci)Ghiandole luminose caudali su
un copepode
Fotociti (meduse, ctenofori), emettono luce anche in assenza di O2
Green fluorescent protein
Aequorea victoria cromoforo
Organi luminosi
Fotofori (eufasiacei, piovra, pesci)
Disposizione dei fotofori sui eufasiacei : 2 sui peduncoli oculari (non visibli su questa foto), 3 paia sul toreace, 4
sull’addome Fotoforo della piovra Abralia trigonura(Modifié de Young, R. E. and J. M. Arnold. 1982. Malacologia)
Organi luminosi
Organi luminosi contenenti
batteri luminescenti (pesci e cefalopodi)
Intracellulari o simbionti raggruppati in un organo
Ruolo della bioluminescenza Fuga
(accecare il predatore)
mimetismo(contro illuminazione)
Squid With Photophores
Squid Without Photophores
Having Photophores Is Adaptive !
Ruolo della bioluminescenza
Comunicazione
nutrimento (esche)
scopo riproduttivo.
Maschi e femmine di una stessa specie, per riconoscersi emettono luce ad intermittenza. Succede così nell’anellide marino del genere Odontosyllis, in cui sia il maschio che la femmina sono luminescenti durante il periodo dell’accoppiamento. Questi, raggiunte le acque superficiali dopo il tramonto e solo nelle notti di luna piena, emettono uova e spermi in una danza che vede la femmina tracciare dei cerchi luminosi con luce continua e il maschioraggiungerla emettendo dei segnali intermittenti. Alla minima interruzione del segnale luminoso da parte della femmina, il maschio disorientato non la riconosce più. Solo alla ripresa del segnale luminoso il maschio ricomincerà ad emettere i gameti (spermi).
I Bacteri si parlano con la bioluminescenza
•Fenomeno noto come “density dependant signalling” o “quorum sensing”•Scoperto in Vibrio fischeri, è comune in molti altri Gram – • i Gram + hanno sviluppato un proprio “quorum sensing”, basato su una famiglia di peptidi
A bassa densità cellulare i geni specifici della luminescenza: OFF
Ad alta densità cellulare i geni specifici della luminescenza: ON
Induction of bioluminescence in Vibrio fischeri
Time (h)
OD600 nm
10 30 40
1
2
3
bioluminescence
growth
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