Bioluminesenssi

Bioluminesenssi on biologista valotuotantoa. Se on kemiluminesenssin erikoistapaus, jota ilmenee eliöillä. Bioluminoivia ovat varsinkin monet syvänmeren eliöt, mutta myös esimerkiksi eräät käävät. Suomessa kiiltomadot, pohjanmesisieni sekä jotkin homeet voivat hohtaa pimeässä. Itämeressä pikkumaneetti kuuluu itsevalaiseviin eläimiin.

On arveltu, että jopa 90 prosenttia syvänmeren eliöistä tuottaa valoa tavalla tai toisella. Osa niistä saalistaa ja osa viestii valollaan lajitovereilleen. Myös monet kalat tuottavat valoa. Yleensä valon väri on sininen tai vihreä tai siltä väliltä, sillä nämä värit näkyvät veden alla parhaiten ja niiden kantama on pitkä. Tämä johtuu siitä, että valon ollessa meriveden värinen vesi absorboi sitä itseensä vähemmän kuin muita värejä.

Kemia 
Bioluminesenssi syntyy kemiallisessa reaktiossa, jossa lusiferiini-pigmentti hapettuu lusiferaasientsyymin katalysoimassa reaktiossa. Kosubstraattina tässä reaktiossa toimii adenosiinitrifosfaatti (ATP). Reaktio voi tapahtua joko solujen sisällä tai ulkopuolella.

Sienilaji Panellus stipticus tuottaa valoa bioluminesenssin avulla. Tämä valoa tuottava reaktio tapahtuu, kun lusiferaasit alkavat katalysoida lusiferiiniä. Tällöin happi reagoi lusiferiinin kanssa ja hapettaa sen. Reaktiossa lusiferiini hapettuu oksilusiferiiniksi. D-lusiferiini + O2 → Oksilusiferiini + AMP + vihreää valoa, jonka aallonmitta on noin 480–580 nm.

Käyttö

Puolustus- ja saalistuskeinona 
Jotkin lajit käyttävät bioluminesenssia puolustustarkoituksiin. Tällainen tapa on esimerkiksi lättäkalojen käyttämä eräänlainen naamiointitapa, jolla ne pyrkivät suojaamaan itsensä. Monet lajit saalistavat alapuolelta etsien saaliin aiheuttamaa varjoa. Lättäkaloilla on kuitenkin valoa tuottavia elimiä, jotka osoittavat alaspäin. Ne pystyvät säätämään valon määrää niin, että se vastaa pinnalta tulevaa valoa, minkä ansiosta niiden varjosta tulee saalistajille näkymätön.

Jotkin eläimet käyttävät valaisevia ja irrotettavia osia ruumistaan hämäämään saalistajia. Esimerkiksi jotkin käärmetähdet pystyvät irrottamaan valaisevan sakaran ja pääsemään sen avulla pakoon saalistajalta. Jotkin merimakkarat puolestaan pystyvät irrottamaan itsestään valaisevan osan ohikulkevaan kalaan. Merimakkara pystyy ryömimään turvaan, kun saalistaja lähtee seuraamaan tuota kalaa. Bioluminesoivat planktonyhteiskunnat puolestaan saattavat uhattuina valaista suuren alueen merta, mikä saattaa saada saalistajan pakenemaan tai se voi joutua valon houkutteleman suuremman pedon syömäksi.

Jotkin eläimet käyttävät bioluminesenssia myös saalistuskeinona. Krottikaloilla on pään yläosassa eräänlainen pitkä uloke, jonka päässä olevan pallon kala pystyy valaisemaan. Valo houkuttelee pienempiä kaloja, jotka krottikala sitten haukkaa suureen kitaansa. Kitakalat käyttävät bioluminesenssia saaliin etsimiseen, ja ne pystyvät säteilemään punaista valoa. Useimmat kalat näkevät vain sinistä valoa, minkä takia kitakalat pystyvät näkemään saaliinsa, jotka eivät näe saalistajaansa punaisessa valossa.

Muu käyttö 
Kiiltomadot käyttävät bioluminenssia houkuttelemaan parittelukumppania. Jotkin sienet käyttävät itsevalaisevaa ainetta puun lahottamiseksi. Tällaista valoa on yleensä kutsuttu peikonkullaksi. Meren pinnalle asti näkyvää vesieliöiden loistetta kutsutaan suomalaisessa kansanperinteessä vesisäihkyksi ja noidantuleksi

Lähteet

Aiheesta muualla 

National Geographic: Why Do Some Living Things Glow? 
National Geographic: Luminous Life. March 2015. 

Luminesenssi
Biokemia
Valoilmiöt