Algele bioluminiscente sunt un grup de mici organisme marine care pot produce o strălucire etereală în întuneric. Deși acest fenomen poate apărea în orice regiune sau adâncime a mării, unele dintre cele mai uimitoare exemple au loc la suprafața apei, atunci când algele se apropie de țărm, strălucind la mișcarea valurilor sau la legănarea bărcilor.
Strălucirea bioluminiscentă a algelor este un mecanism de apărare natural; lumina apare atunci când mediul algelor este deranjat. Algele unicelulare numite dinoflagelate sunt aproape întotdeauna cele care stau la baza acestui tip de luminescență de suprafață. Această specie este cunoscută pentru formarea unor culturi de alge bioluminiscente extinse, dar aceste culturi—deși sunt frumoase—sunt dăunătoare mediului și pot fi periculos de toxice.
Ce este bioluminiscența?
Bioluminiscența este lumina produsă de o reacție chimică într-un organism viu. Aceasta se regăsește în mai mulți animale marine, de la bacterii și meduze până la crustacee și stele de mare. Potrivit Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice a SUA, 80% dintre animalele care trăiesc la adâncimi între 200 și 1000 de metri sub suprafața oceanului sunt bioluminiscente.1 Oamenii de știință au crezut anterior că bioluminiscența a evoluat de câteva ori în peștii cu înotătoare radiale, dar cercetările moderne sugerează că această abilitate a apărut de 27 de ori în mod independent începând de acum cel puțin 150 de milioane de ani.2
Reacția chimică responsabilă pentru această energie luminoasă implică o moleculă de luciferină, care produce lumină din corpul organismului atunci când reacționează cu oxigenul. Deși există mai multe tipuri de luciferină în funcție de animal, unele specii produc și un catalizator numit luciferază care ajută la accelerarea reacției chimice.
Bioluminiscența este de obicei albastră, dar poate fi și galbenă, mov sau roșie. În adâncurile mării, bioluminiscența este folosită ca un avantaj pentru a ajuta organismele să găsească hrană, să asiste la reproducere sau, așa cum se întâmplă în cazul algelor bioluminiscente, pentru a servi ca apărare. Bioluminiscența nu este rezervată doar vieții marine. Fireflies (licuricii) sunt probabil cele mai cunoscute organisme care folosesc bioluminiscența pentru a alunga prădătorii și pentru a atrage parteneri.
Cauzele bioluminiscenței
Culoarea bioluminiscentă produsă de această reacție chimică este rezultatul aranjamentului specific al moleculelor de luciferină. Dinoflagelatele produc lumina lor albastră folosind o reacție luciferină-luciferază, care este legată de substanța chimică numită clorofilă, regăsită în plante. Reacția chimică se produce între catalizatorul luciferază și oxigen atunci când algele sunt mișcate în apă. Oxigenul oxidează moleculele de luciferină, iar luciferaza accelerează reacția și eliberează excesul de energie sub formă de lumină, fără a produce căldură. Intensitatea, frecvența, durata și culoarea luminii variază în funcție de specie.
În sudul Californiei, se produc „culturile de alge bioluminiscente” cauzate de organismul Lingulodinium polyedrum, un tip de alge dinoflagelate, la fiecare câțiva ani. Apa din jurul San Diego devine ruginită pe timpul zilei, dar orice mișcare pe timp de noapte (fie prin legănarea valurilor sau prin mișcarea unei bărci) face ca algele să emită strălucirea lor bioluminiscentă caracteristică.
Bioluminiscența apare și în alte părți ale lumii. Trei lagune bioluminiscente din Puerto Rico își datorează strălucirea algelor, deși nu toate locurile celebre pentru condițiile lor strălucitoare pot atribui algele ca fiind cauza. De exemplu, faimoasa baie Toyama din Japonia își obține lumina din creaturi fosforescente numite calmarul licuric, care se adună în baie vara pentru a se reproduce.
Impactul ecologic al algelor bioluminiscente
Când specii de alge bioluminiscente, precum dinoflagelatele, devin răspândite și frecvente, pot apărea culturi dăunătoare de alge. Dintre cele 17 clase de toxine ale dinoflagelatelor, două sunt produse de specii bioluminiscente, una dintre acestea fiind intens studiată.3 Majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că atât bioluminiscența cât și toxicitatea funcționează ca un deterent pentru pășunat, ajutând algele să se apere de prădători. Interesant este că în unele specii, există atât tulpini bioluminiscente, cât și non-bioluminiscente.
Algele microscopice pot „înflori” în pete mari și dense pe suprafața apei. Culturile toxice de alge apar de culoare maro-roșcată (de unde și supranumele „flux roșu”) pe timpul zilei și strălucitoare și albastre noaptea. Când peștii mai mari și moluștele care filtrează apa consumă algele bioluminiscente toxice în concentrații mari, ele pot transmite toxicitatea mamiferelor marine sau oamenilor atunci când sunt consumate.4 Nivelurile periculoase de alge toxice pot provoca iritații ale pielii, îmbolnăvire sau chiar moarte.
De exemplu, în lunile de vară, Insulele Matsu din Taiwan produc cantități mari de alge bioluminiscente cunoscute sub numele de „lacrimi albastre”. Studiile au arătat că culturile toxice de alge din Marea Chinei Estice devin tot mai mari pe zi ce trece. În 2019, cercetătorii au legat fenomenul lacrimilor albastre de viața marină otrăvită, deoarece algele eliberează amoniac și alte substanțe chimice în timpul hrănirii. Algele dăunătoare au fost găsite până la 300 de kilometri de coastă, sugerând că aceste culturi se răspândesc. Cercetătorii au teoretizat că această „înflorire” a fost provocată de construcția barajului Three Gorges pe râul Yangtze.5
- Poți atinge algele bioluminiscente?Algele bioluminiscente pot avea efecte severe asupra sănătății umane și nu trebuie atinse. Nu înotați în ape care conțin culturi de alge, indiferent cât de frumoase sunt. Contactul direct ar putea duce la infecții ale pielii sau chiar moarte. Câinii trebuie ținuți departe de aceste alge toxice.
Algele bioluminiscente pot avea efecte severe asupra sănătății umane și nu trebuie atinse. Nu înotați în ape care conțin culturi de alge, indiferent cât de frumoase sunt. Contactul direct ar putea duce la infecții ale pielii sau chiar moarte. Câinii trebuie ținuți departe de aceste alge toxice.
- Cât timp durează algele bioluminiscente?Culturile de alge dăunătoare, cunoscute sub abrevierea HAB, durează între trei și cinci luni, conform Departamentului de Sănătate din Florida.6
Culturile de alge dăunătoare, cunoscute sub abrevierea HAB, durează între trei și cinci luni, conform Departamentului de Sănătate din Florida.6
- Toate înfloririle de alge sunt dăunătoare?Nu toate înfloririle de alge sunt dăunătoare. De fapt, multe specii (există mii de specii) sunt benefice pentru ecosistemele lor. Sunt considerate dăunătoare doar dacă produc toxine sau absorb tot oxigenul din apă, sufocând plantele și animalele acvatice. Cercetările arată că tipurile de înfloriri de alge care sunt dăunătoare devin tot mai frecvente.7
Nu toate înfloririle de alge sunt dăunătoare. De fapt, multe specii (există mii de specii) sunt benefice pentru ecosistemele lor. Sunt considerate dăunătoare doar dacă produc toxine sau absorb tot oxigenul din apă, sufocând plantele și animalele acvatice. Cercetările arată că tipurile de înfloriri de alge care sunt dăunătoare devin tot mai frecvente.7
