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Top 10 Scoperte affascinanti che coinvolgono la fluorescenza
C'è più alla luminescenza delle lucciole e dei giocattoli bagliori nel buio. La fluorescenza, che viene in gran parte assorbita dalla luce, è responsabile di alcuni degli spettacoli naturali più impressionanti e delle scoperte scientifiche.
Negli ultimi anni, l'incandescenza si è manifestata in luoghi strani, in specie inaspettate e in modi sorprendenti che sono invisibili all'occhio umano. Ancora più intrigante, la fluorescenza è intessuta in molti misteri irrisolti, può essere vista dallo spazio e potrebbe persino essere mortale per gli umani.
10 funghi bioluminescenti
Può essere difficile credere che esistano funghi luminosi, ma funghi fluorescenti si diffondono in tutto il Brasile e il Vietnam. Per anni, il segreto dietro il loro bagliore non poteva essere spiegato.
Per arrivare al fondo di questo mistero, gli scienziati ne hanno raccolti alcuni nel 2015. Nel laboratorio, il composto responsabile della bioluminescenza è stato isolato. Chiamata ossiluciferina, la sostanza chimica esiste anche nelle lucciole e nelle creature marine incandescenti.
Per i funghi, il composto luminoso è usato per attirare gli insetti. Una volta che gli insetti atterrano, raccolgono le spore e le sparpagliano altrove. Questo aiuta i funghi a diffondersi.
Un'altra domanda riguardava il modo in cui i funghi producevano luciferine. Uno sguardo più attento rivelò che i funghi producevano la loro luciferina speciale e la accoppiavano con l'ossigeno e un enzima che produceva colori fluorescenti.
La natura dell'enzima ha suggerito che potrebbe interagire con altri tipi di luciferine e innescare più sfumature che si illuminano. Questo suggerisce che c'è ancora molto da imparare su questi funghi dall'aspetto surreale.
9 pericoli di luce blu
Durante il giorno, la luce blu che emana dall'elettronica e dalle lampadine a risparmio energetico sembra avere pochi inconvenienti. D'altra parte, i ricercatori hanno scoperto un legame spaventoso tra il bagliore blu di notte e il deterioramento della salute umana.
Alcuni dei vantaggi diurno includono più energia e prontezza. Quando la gente si rilassa con dispositivi elettronici la sera, la luce blu si irradia dagli schermi e stimola il cervello. Questo disturba il sonno adeguato.
Può sembrare niente. Ma gli studi hanno dimostrato che le persone possono diventare prediabetiche quando il ritmo del sonno cambia. Sono stati anche fatti collegamenti all'obesità, alle malattie cardiache e al cancro.
Per essere onesti, gli scienziati non hanno prove concrete del fatto che la luce blu causa direttamente queste condizioni. Ma fa abbassare i livelli di melatonina. La mancanza di questo ormone, che regola il ciclo del sonno chiamato ritmo circadiano, potrebbe essere il collegamento che associa la luce blu al cancro, sebbene la ricerca sia in una fase iniziale.
Se si può dimostrare che le lunghezze d'onda blu sono mortali per l'uomo, è necessario rivedere un successo ambientale. Le lampadine a fluorescenza e le luci a LED possono essere più efficienti dal punto di vista energetico, ma producono più luce blu rispetto a qualsiasi altra.
8 prime rane fluorescenti
Nel 2017, i ricercatori argentini hanno preso una semplice casa di rane. La raganella a pois è per lo più verde con macchie rosse e, finora, nulla per togliere lo champagne dal frigo. Le cose cambiarono quando l'anfibio venne preparato per i test, alcuni dei quali richiedevano che i suoi tessuti venissero studiati alla luce UV.
Con sorpresa di tutti, nel momento in cui l'UV ha brillato sulla creatura, l'intera rana si è illuminata. La fluorescenza blu-verde non solo la rende la prima rana incandescente ma anche il primo anfibio fluorescente al mondo.
Questo è piuttosto un risultato perché qualsiasi brillantezza negli animali terrestri è incredibilmente raro. La luminosità della rana proviene da composti chiamati gallo. I benefici che i galli offrono questa specie sono confusi, ma potrebbero avere qualcosa a che fare con le rane a pois che hanno bisogno di vedersi di notte. Il bagliore blu-verde è visibile alle rane e le rende anche più luminose durante il crepuscolo e la luna piena.
7 maree incandescenti
A volte, piante strane fanno sì che le coste si illuminino con strane strisce di luce durante la notte. Più di recente, nel 2018, le linee blu spettrali sono apparse in uno spettacolo spettacolare al largo della California del Sud quando le miglia della costa si sono illuminate.
Le alghe responsabili sono chiamate dinoflagellati e sono piante capaci di nuotare. Durante il giorno, i loro numeri densi offuscano l'acqua rossa. Tale fioritura insolita nella loro popolazione è popolarmente conosciuta come "marea rossa".
In passato, alcune maree rosse hanno attirato l'attenzione sbagliata perché possono rendere i frutti di mare tossici per il consumo umano. Tuttavia, di notte, i dinoflagellati causano una bellezza ultraterrena che ora porta i turisti sulla spiaggia di notte.
A livello chimico, ogni pianta ha una proteina e un enzima. Qualsiasi disturbo, come un'onda o una creatura che passa, mescola i due e fa sì che le alghe diventino bioluminescenti.
Questa reazione non è completamente compresa, ma è probabilmente una misura difensiva. Potrebbe esistere il flash zooplancton, il principale predatore dei dinoflagellati, in sottomissione o bagliore per attirare i pesci che catturano il plancton.
6 fiori hanno aloni blu
I geni dei fiori lottano per creare petali blu, che è esattamente il colore che le piante da fiore vogliono più di ogni altra cosa. La ragione? Le api sono attratte dal blu e i fiori hanno bisogno degli insetti ronzanti per completare il loro ciclo di fertilizzazione.
Nel 2017, gli scienziati hanno scoperto come le piante hanno progettato un nuovo modo per attirare le api. Quelli che non potevano produrre fiori blu si sono evoluti petali con nanostrutture capaci di brillare di blu al sole.
Questi aloni sono come le insegne al neon delle api. Le minuscole scaglie riflettenti si sono rivelate una tattica diffusa e sono state trovate in tutti i principali gruppi di specie in fiore che dipendono dall'impollinazione degli insetti, inclusi alcuni alberi.
Sebbene la tonalità generale fosse blu, alcune piante producevano anche un effetto di diffusione dell'ultravioletto. Migliora la capacità delle api di individuare il blu. Gli aloni si sono rivelati un'attrazione più forte della cosa reale. Durante le prove, i bombi ignoravano i colori reali dei fiori e andavano dritti per quelli con una fluorescenza blu.
5 Corallo incandescente risolto
I ricercatori hanno capito molto tempo fa perché i coralli di acque poco profonde si illuminano. La loro luce verde agisce come una protezione solare contro la radiazione solare. Ma gli scienziati non sono riusciti a capire perché i coralli protetti dal sole provenienti dal mare profondo emettano anche luce fluorescente.
Nel 2017, la risposta è nata. I coralli profondi non brillano per evitare la luce ma per ottenere di più. A tali profondità, la luce vivificante non è abbondante. Per sopravvivere, i coralli devono assorbire il più possibile. Tuttavia, la luce blu sul fondo del mare non è sufficiente a fornire ai coralli l'energia di cui hanno bisogno.
Impressionante, i coralli usano la fluorescenza rossa per fondere il blu con la luce rosso-arancio. Quest'ultimo consente una migliore produzione alimentare attraverso la fotosintesi.
Questa scoperta potrebbe essere eccitante per gli scienziati ma non per gli ambientalisti. Il riscaldamento globale provoca lo sbiancamento di massa dei coralli poco profondi e una delle principali speranze è che alcune specie possano migrare verso acque più profonde. Poiché i coralli poco profondi diventano verdi, potrebbero non adattarsi alle acque più profonde dove la sopravvivenza richiede una fluorescenza rossa.
4 Quando gli uccelli marini brillano
Nel 2018, i biologi avevano una pulcinella d'acqua morta sulle loro mani. Come un ripensamento, hanno deciso di vederlo sotto luce UV. L'idea era quella di testare qualsiasi bagliore perché gli auklet crestati, una specie legata ai pulcinella di mare, hanno un becco fluorescente.
Sotto la luce normale, i becchi di pulcinella di mare sono molto riconoscibili. Sono decorate con colori probabilmente destinati a corteggiare il genere opposto. Anche se le pulcinelle di mare hanno un cugino brillante, è stato ancora inaspettato quando la cere e la lamella, due creste sul becco del campione morto, si sono illuminate sotto la lampada UV.
Gli scienziati non sono sicuri del perché le pulcinelle di mare si illuminino, ma potrebbe avere qualcosa a che fare con la loro capacità di vedere lo spettro UV. Anche durante il giorno, le pulcinelle di mare si accorgono delle reciproche creste. Altri misteri includono quello che sembra loro e come sono in grado di fluorescenza in primo luogo.
Poiché è stato testato un solo uccello morto, gli scienziati devono ancora escludere la possibilità che il bagliore sia in qualche modo causato dalla decomposizione.
3 Strano calore dei mitocondri
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno creato dei coloranti sensibili alla temperatura chiamati "termometri fluorescenti". Questi coloranti si attaccano a specifici target all'interno delle cellule, rendendoli perfetti per un esperimento progettato per determinare il calore dei mitocondri. Queste piccole strutture all'interno delle cellule convertono l'ossigeno e i nutrienti in energia. Questo processo genera anche calore.
Nel 2017, gli scienziati hanno usato una tintura fluorescente gialla che si attenua quando il calore si intensifica. Una volta iniettato nelle cellule, può aiutare a calcolare la temperatura. In precedenza, si supponeva che i mitocondri funzionassero a temperatura corporea normale, che in media era di 37 gradi Celsius (98,6 ° F). I test hanno dimostrato che i mitocondri operano a 50 gradi Celsius (122 ° F).
Se una persona sviluppasse mai questo tipo di temperatura corporea, sarebbe una febbre pericolosa per la vita. Per fortuna, il record per la temperatura corporea più calda non si avvicina al fuoco dei mitocondri. Se questo strano calore può essere compreso meglio, molte vecchie nozioni sulla funzione cellulare, specialmente quelle legate alla temperatura, potrebbero cadere.
2 Fotosintesi dallo spazio
Nel 2017, i ricercatori australiani e la NASA hanno sviluppato un nuovo modo per monitorare i cambiamenti climatici. Hanno preso immagini mozzafiato dallo spazio che mostra la fluorescenza delle piante. La nuova tecnica potrebbe rilevare la fluorescenza della clorofilla indotta dal sole, che viene prodotta durante la fotosintesi nelle foglie.
Per produrre zuccheri dalla fotosintesi, le piante assorbono anidride carbonica. Comprendere questo ciclo su scala globale è cruciale per rimanere al passo con le dinamiche del ciclo climatico e del carbonio del pianeta.
Per iniziare a testare l'idea, i ricercatori hanno usato il monitoraggio satellitare per scattare foto di clorofilla incandescente. I livelli sono stati misurati e confrontati per la precisione rispetto alle osservazioni a terra sulla fotosintesi. I risultati hanno dimostrato che gli snapshot dello spazio hanno fornito informazioni accurate su diversi tipi di vegetazione, regioni e tempo.
La tecnologia innovativa non consiste solo nel seguire la crescita di nuovi impianti e il cambiamento climatico. Le foto fluorescenti possono anche aiutarci a capire meglio l'ecosistema terrestre e i flussi di carbonio, nonché la gestione del territorio e la conservazione della biodiversità.
1 prima foto di una memoria
Durante le recenti indagini su come sono fatti i ricordi, i ricercatori hanno scelto di colpire le cellule cerebrali di una lumaca. I neuroni dell'oceano che strisciano Aplysia californica fare una buona corrispondenza per quelli degli umani.
Per molto tempo i neuroscienziati sospettarono che le proteine si formassero nelle sinapsi del cervello quando si creavano memorie a lungo termine. Fino a quando la lumaca di mare non offrì il suo cervello, questa teoria non fu mai provata.
Durante il recente esperimento, gli scienziati hanno prima dato alle cellule la serotonina, un ormone del benessere che aiuta nella formazione della memoria. Quindi, è stata utilizzata una proteina fluorescente, originariamente verde ma in grado di diventare rossa sotto luce UV.
Il test è stato tanto semplice quanto riuscito. Sotto la luce ultravioletta, i ricercatori hanno guardato le proteine diventare rosse e hanno segnato le loro posizioni. I neuroni sono stati quindi incoraggiati a formare ricordi. Incredibilmente, mentre ciò accadeva, nuove proteine verdi crebbero tra le cellule cerebrali. Ciò ha permesso di prendere la prima immagine di una memoria che si stava formando.
Oltre a dimostrare la teoria, ha dimostrato che le memorie a breve termine non formano nuove proteine. Il ruolo esatto che la presenza (o la sua mancanza) della proteina gioca nella differenza tra le memorie a breve e a lungo termine rimane un mistero.