Os fogos de artifício de 4 de julho podem ser de tirar o fôlego, mas os americanos dificilmente têm que esperar até um espetáculo de luzes espetacular: o mundo está constantemente brilhando, das profundezas do mar à grama embaixo dos seus pés em noites pegajosas de verão. A bioluminescência, a produção de luz viva através de bactérias brilhantes ou reações químicas, é uma das demonstrações mais miraculosas da natureza. E é surpreendentemente abundante, tendo evoluído quase 30 vezes apenas em peixes marinhos. Mas há algo curioso sobre esses fogos de artifício naturais: eles parecem ter evoluído para categorias de cores contidas que também são bastante patrióticas.
Eis por que os azuis, vermelhos e amarelos tendem a dominar o espectro de luz do mundo natural.
Azuis oceânicos profundos
O tamboril fêmea pode transportar até oito peixes-anjos machos em seu corpo, onde eles se afastam para pouco mais que os testículos. (Spider.Dog / Flickr) Nas noites sem lua em algumas partes do mundo, a superfície do mar brilha com flores azuis de plâncton bioluminescente. A prevalência desse fenômeno só aumenta com a profundidade: mais de 50% dos habitantes do mar profundo brilham. De fato, cerca de 80 por cento da bioluminescência do mundo está abaixo da superfície do oceano, com milhares de espécies de peixes, bactérias, algas e vermes iluminando os cantos e recantos das profundezas. No entanto, apesar desta diversidade, a bioluminescência do mar é quase sempre emitida em um tom: azul. Por quê?
Acontece que, devido ao seu comprimento de onda intermediário, a luz azul viaja mais longe na água. Luzes visíveis com longos comprimentos de onda (como vermelho) e comprimentos de onda muito curtos (como violeta) são absorvidas mais rapidamente e filtradas. Este fenômeno é, incidentalmente, também porque o oceano parece azul. Brilhar em tons de água-marinha é, portanto, o sistema mais eficiente para iluminar o caminho. "Tem havido uma certa convergência na luz azul [em ambientes marinhos]", diz Matthew Davis, biólogo marinho da St. Cloud University.
Mais da metade das espécies conhecidas de peixes bioluminescentes geram sua própria luz através de reações químicas internas. O resto depende do trabalho em equipe entre os peixes do proprietário e uma população abundante de bactérias brilhantes que habitam um órgão leve no corpo do peixe. Nos últimos casos, os peixes nascem sem brilho e devem tornar-se estrelas: à medida que se desenvolvem, eles convidam micróbios brilhantes das águas circunvizinhas para os seus corpos, onde as bactérias são providas de abrigo e alimento em troca do trabalho de luz.
Essa luz viva serve a diferentes propósitos para diferentes criaturas. Para alguns, é uma poderosa arma de caça - um farol que ilumina o caminho para os peixes predadores. Para outros, é uma receptividade publicitária de beacon para parceiros em potencial.
O infame tamboril parece usar bioluminescência para ambos. As fêmeas carregam incríveis esferas azuis que pendem acima de suas cabeças como varas de pesca néon, brilhantes o suficiente para atrair presas até o dobro de seu tamanho em suas mandíbulas dentadas. Mas essas lanternas sedutoras também ajudam os homens desafortunados a fazer uma partida. E enquanto as fêmeas são difíceis de perder, os machos são tragicamente sombrios em comparação - em mais de uma maneira.
O pescador macho nasce com um objetivo: encontrar um parceiro. Como tal, não necessitam de acessórios luminosos - apenas um olfato apurado, para detectar feromônios femininos e olhos penetrantes, para vislumbrar o brilho específico de uma espécie de parceiro em potencial. Aqui, a luz azul é de suma importância: é o melhor interesse da espécie para a fêmea brilhar tão brilhantemente quanto ela puder, e para o macho investir todos os recursos possíveis em identificá-la. Como tal, o tamboril macho mal tem um trato digestivo para falar, e nenhum instinto para a caça.
Mas encontrar até mesmo um companheiro azul brilhante em um mar de escuridão é uma tarefa assustadora: até 99% dos homens morrerão virgens famintas. Esse pode ser o menor de dois males. Um pescador masculino bem sucedido tem apenas momentos para comemorar: no momento em que ele toca sua nova noiva, ele se apega - literalmente. Seu corpo rapidamente começa a se desintegrar, fundindo sua carne na dela até que finalmente eles são um. No final, pouco resta do macho, exceto pelos testículos. Uma fêmea carrega mais de seis machos em seu corpo ao mesmo tempo como alforjes permanentes de esperma para uso posterior a seu critério.
A luz azul, ao que parece, nem sempre é algo que você quer seguir.
Iluminando a noite
Os vaga-lumes falam em suas próprias línguas de luz, cada espécie usando um código distinto. (Mike Lewinski / Wikicommons) Acima da água, onde a luz é abundante, a bioluminescência não tem a mesma vantagem competitiva. É muito menos comum ver criaturas gastando energia para fazer sua própria luz quando o ambiente a fornece para elas; É por isso que a bioluminescência terrestre é teorizada por ter evoluído muito mais tarde que a marinha. Mas quando várias criaturas terrestres se iluminam, elas tendem a brilhar em amarelo ou verde - e é provável que elas ocupem o lugar do sol poente enquanto o anoitecer encobre a paisagem.
“A seleção natural favorece sinais que são mais facilmente vistos - com a maior quantidade de contraste com o ambiente circundante”, explica o entomologista da Universidade da Flórida, Marc Branham.
O mais notório é o vaga-lume (ou relâmpago, dependendo de onde você mora), com mais de 2000 espécies que iluminam as noites de verão em flashes de amarelo-ouro-verde. Acredita-se que a bioluminescência do vaga-lume tenha se originado como uma advertência aos predadores: posso parecer bonita, mas tenho um gosto ruim. Mas com o tempo, essas exibições foram reaproveitadas para o romance. A principal linguagem de amor dos pirilampos é a luz, e o namoro é um processo apropriadamente chamativo. Tanto os machos quanto as fêmeas cintilam, e todas as espécies de vaga-lumes desenvolveram um código único para ajudar potenciais parceiros a cortar o ruído.
A naturalista Lynn Faust, autora de Fireflies, Glow-worms e Lightning Bugs, trabalha com vaga-lumes “loopy 5”, apelidados parcialmente por suas impressionantes danças aéreas. “Eles combinam flashes, brilhos e loops e se transformam em 'trens em flash'”, diz Faust. “Deve ser para agradar as mulheres.” De acordo com Faust, essas exibições complexas não são baratas: os homens investem uma enorme quantidade de trabalho e energia neles, apesar de sua expectativa de vida muito curta.
Mas alguns machos podem ter desenvolvido um truque inteligente para duplicar sua produção: refletindo seus flashes em corpos de água que espelham seus movimentos, fazendo-os parecerem “super-masculinos”. Embora Fausto não tenha certeza se isso é inteiramente intencional, essa espécie de pirilampo evoluiu para viver quase exclusivamente em torno de lagoas e pântanos.
Com vaga-lumes, no entanto, os vilões se escondem entre os artistas. Vaga- lumes do tipo fêmea Photuris versicolor, apropriadamente apelidados de femme fatales , irão imitar os sinais luminosos de outras espécies - mas quando os machos se aproximam de esperar sexo, eles são devorados.
Infelizmente, a maioria dos bugs tem problemas maiores para se preocupar. A crescente poluição luminosa nos centros urbanos ao redor do mundo está obscurecendo a bioluminescência natural, tornando mais difícil para as criaturas brilhantes se comunicarem e se reproduzirem. Fausto teme que possamos ver um declínio na penetração da bioluminescência de insetos nos próximos anos.
O distrito da luz vermelha
Ao longo dos corpos dos vermes ferroviários, há linhas pontilhadas de verde, dando a impressão de janelas iluminadas ao longo do lado de um trem (daí seu nome). Mas no topo de suas cabeças, esses "vermes" ostentam luzes vermelhas que iluminam sub-repticiamente o caminho à frente. (Aaron Pomerantz / Wikimedia Commons) A luz vermelha é relativamente rara em criaturas marinhas e terrestres, pois esses comprimentos de onda mais longos podem ser muito escuros para olhos humanos. Mas alguns animais se aproveitaram desse fato. Por exemplo, no mar profundo, muitos peixes perderam a capacidade de ver o vermelho. Isso acaba por funcionar em favor de espécies de baixa cadeia alimentar: adornar suas escamas com tons de rubi significa vestir um manto de invisibilidade.
A menos que, isto é, você esteja sendo caçado por um peixe-dragão frouxo. O semáforo - chamado por sua boca parecida com uma ratoeira, que se desdobra em um grau inestético para poder engolir a presa inteira - é o mestre da furtividade. Mas o seu sorriso sinistro não é mesmo a característica mais original deste ninja do mar profundo.
Como muitos de seus vizinhos, o semáforo inicialmente produz luz azul, neste caso de pequenas glândulas sob seus olhos. Mas em um toque colorido, é capaz de reabsorver essa luz azul em uma proteína que brilha em um vermelho sutil. O processo de reabsorção / reemissão resulta em algo parecido com “uma luz negra iluminando um pôster do Grateful Dead”, segundo o biólogo Leo Smith, que estuda a evolução da bioluminescência no Instituto de Biodiversidade da Universidade do Kansas, em Lawrence.
Além disso, ao contrário da maioria dos peixes de águas profundas, o semáforo é também um dos poucos peixes capazes de ver longos comprimentos de onda vermelhos produzindo um derivado da clorofila, o pigmento de conversão de luz tipicamente encontrado nas plantas. Em um mundo onde a luz vermelha também não pode ser luz alguma, essa habilidade incomum permite que o semáforo possa perseguir sua presa sem ser detectado.
Criaturas terrestres pegaram um truque similar. Os vermes da estrada de ferro (que na verdade não são vermes, mas a forma larval de um tipo de besouro) também usam holofotes vermelhos montados em suas cabeças para se esgueirar pelo chão da floresta. Como as versões terrestres do peixe-dragão, eles usam esse comprimento de onda privado para emboscar presas míopes como minúsculos caçadores furtivos em óculos de visão noturna.
Então, em 5 de julho, quando você estiver enfrentando a retirada dos fogos de artifício, não esqueça os shows de luzes que estão acontecendo ao seu redor. E também, seja grato você não está sendo perseguido por um sinal de trânsito frouxo.
