Luminescenza negli insetti

Gliinsettisono tra gli animali in cui si possono riscontrare più spesso fenomeni dibioluminescenza, cioè di emissione dilucecausata da particolari reazioni biochimiche.
La possibilità di emettere radiazioni luminose è propria di un modesto numero dispeciead abitudini notturne o che vivono in luoghi oscuri. Può originarsi sia perché l'insetto possiede speciali organi fotogeni, sia come effetto collaterale del suo metabolismo, sia perché causata da batteri patogeni e quindi essere sintomo di malattia (es.larvediMamestraattaccate dalBacterium haemosphoreum), sia perché ospitabatteriluminescentisimbiontici.
Le specie luminose si riscontrano prevalentemente nell'ordinedeicoleotteri(elateridi, drilidi, lampiridi, fengoidi), ma anche fra icollemboli, irincotiomottericicadoidei, e le larve deiditteri. Nelle larve di alcuni ditteri fungivoridi la luce proviene dal corpo adiposo o dall'estremità ingrossata deitubi malpighiani, nei coleotteri fengoidi da agglomerati di enociti. Nei coleotteri summenzionati, che hanno differenziato organi luminosi, può essere emessa luce in tutti gli stadi di sviluppo; nelle uova è diffusa ed irraggia la loro superficie, trasparendo, a volte, dalle pareti addominali della femmina che le contiene; nelle larve, nellepupee negli adulti si concentra in aree determinate, diverse a seconda delle specie, e presenti in ambedue i sessi o anche unicamente, o prevalentemente, in uno.
Nelle larve deilampiridi, ad esempio, vi sono due aree rotondeggianti ventrali nell'8ºurite, o anche quattro aree (2 nel 1º urite e 2 nel 6º); negli adulti fasce ventrali nel 6º e 7º urite. Nelle larve degli elateridi piroforini esistono aree pari nel protorace; negli adulti due aree latero-posteriori pronotali ed una mediale nel 1º urosterno. Negli adulti di certi fengoidi le aree luminescenti (11-12 paia segmentali) sono collocate in serie laterali sull'addome.
La luce appare a volte fissa e mantenuta per un certo periodo di tempo, a volte emessa ad intervalli ritmici, con frequenza, durata ed intensità varie. Le lunghezze d'onda delle luci emesse oscillano tra il verde-blu e l'arancione rossastro, ma il medesimo insetto può emettere luci diverse o anche di diverso colore da diversi apparati ed in diversi momenti. Questa luce non è polarizzata ed agisce su tutti i fenomeni chimici e fisiologici come quella solare. Sebbene la sua intensità luminosa sia modesta, essa appare all'uomo vivissima, poiché ha un'intensità massima allalunghezza d'ondadi 5000-6000Ångström, a cui l'occhioumano è sensibilissimo.
Gli organi fotogeni hanno grandezze variabili; alcuni grandi quanto una capocchia dispilloed altri, all'opposto, così estesi da formare masse occupanti l'intera superficie ventrale interna di parecchi segmenti addominali.
Nei lampiridi gli organi luminosi derivano da una trasformazione del tessuto adiposo mesodermale e sono formati da unostrato fotogenoche poggia sulla cuticola divenuta trasparente (finestra); esso si compone di grosse cellule produttrici di luce (fotociti), che hanno una organizzazione citologica inusuale: ciascun fotocito è ricco dimitocondri, diATPe di una proteina di riserva (luciferina), dalla cui ossidazione, catalizzata da unenzima(luciferasi), si sprigiona la luce.I fotociti sono riuniti in lobuli a forma di rosette intorno ai cilindri contenenti grossi rami tracheali che si ramificano direttamente da esse. Al di sopra di detto strato si trova uno stratofotoriflettoreoisolante, che contiene piccole cellule irregolari, opache, contenenti un grandissimo numero di granuli diuratieglicogeno.Ambedue gli strati sono attraversati perpendicolarmente da tubuli cilindrici nei quali decorrono rami di trachee addominali e diramazioni di nervi periferici. Le trachee possono percorrere lo strato dorsale senza modificare il loro comportamento, ma, una volta raggiunto lo strato ventrale, differenziano un ricco sistema di tracheole laterali che penetrano fra i fotociti e presentano, a volte,tracheoblasti.
Gli organi luminosi sono serviti damuscolispeciali che controllano l'accesso dell'emolinfae, soprattutto, dell'aria.  Il tutto permette unaregolazione volontaria e riflessa della luminositàin base soprattutto dell'apporto diossigeno.
La luce quindi è prodotta dalla ossidazione dellaluciferinada parte di ossigeno libero, in presenza di acqua e sotto l'azione catalitica dellaluciferasiche si trova nell'emolinfa. L'energia necessaria è ottenuta con reazioni preliminari coinvolgenti l'ATP. Si tratta di  luminescenza dovuta ad un processo biochimico e non alla presenza di batteri fotogeni, come si pensava nel passato. La quantità di luce emessa (fotoni) si può valutare con procedimenti fotometrici; essa è strettamente correlabile all'ATP, che è contenuto in quantità abbastanza costanti nelle cellule viventi; mediante un fattore di conversione dall'ATP si può risalire al numero di cellule che hanno partecipato alla reazione. Il test dellabioluminescenza(Firefly testotest della lucciola) è adoperato in laboratorio per un  rapido conteggio cellulare inematologia(es.: enumerazione dei globuli rossi), inmicrobiologia(conteggi batterici), nonché per la valutazione degli inquinamenti batterici nelle acque reflue (medianteisotiocianato di fluoresceina) o per il controllo dellefermentazionio per qualsiasi valutazione di ricchezza cellulare (neisemi,embrioni, ecc.).
La funzione della bioluminescenza, nelle forme più primitive, sembra non avere alcun significato biologico, essendo un effetto collaterale del  metabolismo; nellelarveluminose di alcuni ditteri fungivoridi essa probabilmente serve da attrattivo per le prede; nei coleotteri lampiridi, fengoidi ed elateridi è un evidente richiamo sessuale. Nelle lucciole l'accoppiamentoha luogo allorquando la femmina  risponde sincronizzando la propria segnalazione luminosa (lampeggio di varia durata, a seconda della specie) a quella del proprio maschio. Le specie nordamericane del generePhoturis, dopo l'accoppiamento con il proprio maschio, diventano fortemente carnivore e sono in grado di rispondere al segnale luminoso di maschi di altre specie, che accorrono finendo divorati; si tratta dimimetismoluminoso, che giunge sino, nel caso si avvicini unPhotinus, una specie molto piccola e dal segnale debole, a combinare la sintonizzazione con una riduzione di luminosità, in modo da rendere l'imitazione il più possibile verosimile.