Βιοφωταύγεια ή βιοφωτισμός (bioluminescence), είναι ένα φαινόμενο ευρέως διαδεδομένο στους οργανισμούς της Γης αλλά συμβαίνει συχνότερα στους ωκεανούς μας. «Υπάρχουν βιοφωταυγή βακτήρια, δινομαστιγωτά, μύκητες και ζώα όπως έντομα, σκουλήκια, μέδουσες, μαλακόστρακα, μαλάκια και ψάρια, αλλά ενδιαφέρον είναι ότι δεν υπάρχουν φυτά βιοφωταύγειας.
«Είναι ένα είδος αντίδρασης οξείδωσης όπως η φωτιά. Ωστόσο, η φωτιά είναι μια ανεξέλεγκτη χαοτική διαδικασία που απελευθερώνει ενέργεια ως θερμότητα. Η βιοφωταύγεια είναι μια πολύ πιο οργανωμένη διαδικασία, της οποίας η ενέργεια απελευθερώνεται ως φωτόνια που δίνουν φως», λέει ο καθηγητής Stevani.
(Ο καθηγητής Cassius Stevani είναι Αναπληρωτής Καθηγητής στο Ινστιτούτο Χημείας του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (USP) όπου μελετά τον μηχανισμό εκπομπής φωτός σε βιοφωταυγείς μύκητες)
Η βιοφωταύγεια προκύπτει από μια χημική αντίδραση ( chemiluminescence ) στην οποία η μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ακτινοβολούμενη ενέργεια είναι άμεση και ουσιαστικά 100% αποτελεσματική. δηλαδή, πολύ λίγη θερμότητα εκπέμπεται στη διαδικασία. Για το λόγο αυτό, η εκπομπή ονομάζεται κρύο φως ή φωταύγεια .Το φαινόμενο έχει πολλά χαρακτηριστικά παρόμοια με το Βόρειο Σέλας. Οι χρωματισμοί του μπλε και του πράσινου στον ουρανό δημιουργούν ένα από τα πιο χαρακτηριστικά τοπία, ενώ το ίδιο φαινόμενο μπορεί να εντοπιστεί και στις ακτές της θάλασσας καθώς πολλοί θαλάσσιοι οργανισμοί, όπως βακτήρια και πλανγκτόν μπορούν να φωτίσουν το σκοτάδι, χάρη στις χημικές ενώσεις που περιέχουν.
Το παραπάνω θέαμα είναι πολύ διαδεδομένο τις νύχτες στη Μαύρη Θάλασσα αλλά και σε όλες σχεδόν τις παραλίες των τροπικών και εξωτικών προορισμών με το το εντυπωσιακό και μαγευτικό λαμπύρισμα των νερών. Όσο παραμυθένιο είναι το θέαμα, άλλο τόσο πεζή είναι η επιστημονική εξήγηση των “διαμαντιών” στην επιφάνεια της θάλασσας. Αυτό που κάνει τα νερά να φωσφορίζουν τόσο υπερφυσικά είναι απλά φύκια και θαλάσσιοι μικροοργανισμοί. Το φυσικό αυτό φαινόμενο , η βιοφωταύγεια προκαλείται από έμβιους οργανισμούς με τη βοήθεια μιας χημικής αντίδρασης (οξείδωση της πρωτεΐνης λουκιφερίνης.)Αυτή η βιοχημική αντίδραση απαιτεί τριφωσφάτη αδενοσίνη (ΑΤP), που καταλύεται από τη λουκιφεράση. Στα φύκια, όταν το νερό γίνει πιο όξινο ή όταν τα κύματα επηρεάσουν την κυτταρική μεμβράνη τους προκαλείται μια σειρά χημικών αντιδράσεων οι οποίες τελικά οδηγούν τους οργανισμούς αυτούς να φωσφορίζουν. Σύμφωνα με τον Michael Latz του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Scripps στο Σαν Ντιέγκο, οφείλεται στους μικροσκοπικούς οργανισμούς dinoflagellates. Η μεγάλη συγκέντρωση μικροσκοπικών οργανισμών καθιστά το νερό κοκκινωπό κατά τη διάρκεια της ημέρας,(κόκκινη παλίρροια) ενώ τη νύχτα, όταν συμβαίνει οποιαδήποτε φυσική διαταραχή, όπως η κίνηση ενός κύματος, κάνει αυτούς τους μικροοργανισμούς να εκπέμπουν φως. Τα dinoflagellates είναι μικροσκοπικά φυτά που μπορούν να κολυμπήσουν, εξηγεί ο Sullivan. Όπως για κάθε φυτό, απαιτούνται ορισμένες συνθήκες (θρεπτικά συστατικά, φως, θερμότητα) για να ευδοκιμήσει και όταν οι συνθήκες είναι σωστές ο πληθυσμός τους μπορεί να «εκραγεί», δημιουργώντας τεράστια άνθηση. Οι επιστήμονες δεν έχουν καταλήξει με βεβαιότητα στο λόγο της φωταύγειας των δινομαστιγωτών, θεωρούν όμως ότι μπορεί να τρομάξει κάποιους θηρευτές τους, αποτρέποντάς τους από το να γευματίσουν με αυτά, και ταυτόχρονα να τραβήξει κάποιους μεγαλύτερους θηρευτές, ώστε να κυνηγήσουν τους θηρευτές των δινομαστιγωτών.
Το φαινόμενο του βιοφωτισμού ή της βιοφωταύγειας, όπου οι ακτές της θάλασσας φωτίζονται σε χρωματισμούς του μπλε και του πράσινου.
Υπάρχουν πάντως και επικίνδυνες κόκκινες παλίρροιες που μπορούν να παράγουν αρκετή τοξίνη για να δηλητηριάσουν ψάρια και την θαλάσσια ζωή. Μία τέτοια ένωση είναι η σαξιτοξίνη, μια νευροτοξίνη που τείνει να επηρεάζει τους ανθρώπους όταν καταναλώνουν μολυσμένα οστρακόδερμα. Ένα άλλο παραπροϊόν της βλαπτικής άνθησης των φυκιών είναι το δομοϊκό οξύ, υψηλές συγκεντρώσεις του οποίου έχουν αναδειχθεί σε σοβαρή απειλή για τα θαλάσσια λιοντάρια της Καλιφόρνιας και άλλα θαλάσσια θηλαστικά.
Το φαινόμενο έγινε από παλιά αντικείμενο μελέτης, πολύ πριν εμφανιστεί η σύγχρονη επιστήμη. Ο Αριστοτέλης ήταν ο πρώτος που κατέγραψε με λεπτομέρεια το φαινόμενο που παρατήρησε σε θαλάσσια όντα, σημειώνοντας πως το φως που εκπέμπουν είναι ψυχρό, συγκρινόμενο με το φως που εκπέμπει μια φωτιά ή ένα κερί.
Κοντινή όψη της βιοφωταύγειας που παράγεται από τα δινομαστιγωτά, όταν ενοχληθούν από κάποια ανατάραξη του νερού.
Εκτός από τη βιοφωταύγεια, που προέρχεται από εσωτερικές χημικές αντιδράσεις, υπάρχει και ο βιοφθορισμός, που πυροδοτείται από κάποιον εξωτερικό παράγοντα, όπως ο φωτισμός του οργανισμού με κάποιο συγκεκριμένο μήκος κύματος. Για παράδειγμα, τα κοράλια στον Ματωμένο Κόλπο, στα νησιά Κέιμαν, εμφανίζονται κόκκινα, πράσινα ή πορτοκαλί, ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός στο οποίο εκτίθενται και το οποίο αλλάζει σημαντικά την εμφάνιση τόσο των κοραλιών, όσο και των ψαριών και ανεμώνων που ζουν εκεί. Το φως συγκεκριμένου μήκους κύματος απορροφάται και διεγείρει ηλεκτρόνια σε άτομα συγκεκριμένων χημικών ουσιών, που επανέρχονται σύντομα στην κανονική τους ενεργειακή κατάσταση, εκπέμποντας φωτόνια επίσης συγκεκριμένου μήκους κύματος.
Αυτή η εργασία έχει άδεια χρήσης Creative Commons Αναφορά δημιουργού4.0.
