Raphaël Dubois e il segreto della bioluminescenza #TheEarthClub

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Raphaël Dubois e il segreto della bioluminescenza #TheEarthClub

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The Earth Club si occupa oggi del fenomeno della bioluminescenza e di colui che è riuscito a darne una spiegazione biochimica: Raphael Dubois, farmacologo francese vissuto fra la fine del 1800 e l’inizio del 1900. Tutti noi abbiamo avuto a che fare almeno una volta con questo affascinante fenomeno: la capacità di alcuni organismi di emettere luce (basti pensare alle lucciole). Ma come avviene tutto questo? Già nel Seicento Boyle aveva scoperto come la luminescenza batterica fosse dipendente dalla presenza di ossigeno, ma a parte questo non si ebbe uno studio sistematico del fenomeno e di tutti i suoi aspetti fino alla seconda metà del XIX secolo. E fu proprio in quel periodo (1885-1887) che Dubois mise in atto i propri esperimenti. Egli utilizzò degli estratti acquosi a freddo e a caldo ricavati dagli organi luminosi di due diverse specie di lucciole. Lo scienziato poté notare che l’estratto a freddo (contenente tutti gli ingredienti necessari per il manifestarsi del fenomeno) emetteva luce per un determinato  tempo dopo la preparazione e ad un certo punto si esauriva; l’estratto a caldo invece non emetteva luce ma, aggiunto all’estratto freddo esaurito dava di nuovo luogo alla bioluminescenza. Da queste osservazioni Dubois concluse che l’estratto a freddo conteneva un enzima (nominato poi luciferasi) che catalizza la reazione agendo su un substrato che viene consumato nel corso della reazione; questo enzima è termolabile e quindi non è presente nell’estratto caldo, che contiene solo il substrato (luciferina). Il substrato e l’enzima entrano di nuovo in contatto quando l’estratto caldo viene aggiunto all’estratto freddo ormai esaurito, rendendo quindi possibile l’emissione di luce.  La scoperta di questa reazione luciferina-luciferasi dette avvio a moltissime ricerche sui meccanismi alla base della bioluminescenza, tanto che oggi gli scienziati hanno accumulato moltissime conoscenze su quasi tutti gli aspetti del fenomeno. La bioluminescenza è presente in moltissime forme di vita, insetti, funghi, batteri, ma gran parte degli organismi bioluminescenti si trova nelle profondità marine, dove la luce è minima o assente. Se per alcune forme di vita (funghi e batteri) la bioluminescenza non sembra avere una funzione vitale, per altri  organismi assume un vero valore di sopravvivenza: difesa dai predatori, ad esempio secrezione di materiale luminoso per disorientare chi rappresenta una minaccia; attrazione della preda costituendo un’esca luminosa; riconoscimento inter- e intraspecifico e attrazione tra i sessi illuminazione per la visualizzazione della preda

#TheEarthClub si occupa oggi del fenomeno della bioluminescenza e di colui che è riuscito a darne una spiegazione biochimica: Raphael Dubois, farmacologo francese vissuto fra la fine del 1800 e l’inizio del 1900.

Tutti noi abbiamo avuto a che fare almeno una volta con questo affascinante fenomeno: la capacità di alcuni organismi di emettere luce (basti pensare alle lucciole). Ma come è possibile?

Già nel Seicento Boyle aveva scoperto come la luminescenza batterica fosse dipendente dalla presenza di ossigeno, ma a parte questo non fu realizzato uno studio sistematico del fenomeno e di tutti i suoi aspetti fino alla seconda metà del XIX secolo. E fu proprio in quel periodo (1885-1887) che Dubois mise in atto i propri esperimenti.

Egli utilizzò degli estratti acquosi a freddo e a caldo ricavati dagli organi luminosi di due diverse specie di lucciole. Lo scienziato poté notare che l’estratto a freddo (contenente tutti gli ingredienti necessari per il manifestarsi del fenomeno) emetteva luce per un determinato tempo dopo la preparazione e ad un certo punto si esauriva; l’estratto a caldo, invece, non emetteva luce ma, aggiunto all’estratto freddo esaurito, dava di nuovo luogo alla bioluminescenza. Da queste osservazioni Dubois concluse che l’estratto a freddo conteneva un enzima (nominato poi luciferasi) che catalizza la reazione agendo su un substrato che viene consumato nel corso della reazione; questo enzima è termolabile e, quindi, non è presente nell’estratto caldo, che contiene solo il substrato (luciferina). Il substrato e l’enzima entrano di nuovo in contatto quando l’estratto caldo viene aggiunto all’estratto freddo ormai esaurito, rendendo perciò possibile l’emissione di luce.

La scoperta di questa reazione luciferina-luciferasi dette avvio a moltissime ricerche sui meccanismi alla base della bioluminescenza, tanto che oggi gli scienziati hanno accumulato moltissime conoscenze su quasi tutti gli aspetti del fenomeno.

La bioluminescenza è presente in moltissime forme di vita (insetti, funghi, batteri), ma gran parte degli organismi bioluminescenti si trova nelle profondità marine, dove la luce è minima o assente.

Raphaël Dubois bioluminescenza biologia zoologia ambiente natura scienza conservazione biodiversità mare

bioluminescenza3

Se per alcune forme di vita (funghi e batteri) la bioluminescenza non sembra avere una funzione vitale, per altri  organismi assume un vero valore di sopravvivenza:

  • difesa dai predatori, ad esempio secrezione di materiale luminoso per disorientare chi rappresenta una minaccia;
  • attrazione della preda costituendo un’esca luminosa;
  • riconoscimento inter- e intraspecifico e attrazione tra i sessi;
  • illuminazione per la visualizzazione della preda.


L.B.