Per què fan llum les cuques de llum?

Com deia a l'última entrada, a vegades deixo les coses a mitges. Per una temporada. I les reprenc i acabo passat un cert temps.

Fa uns anys vaig començar a escriure aquest post perquè m'havia cridat l'atenció el tema de les cuques de llum. Normalment urilitzo temes que ens expliquen a la Universitat però aquesta pregunta va sorgir d'una sèrie televisiva. Vaig deixar el post a mitges pensant que algun dia acabaria de buscar la informació que em faltava per respondre extensament la pregunta del títol.

Resulta que en el meu segon primer dia d'Universitat, a classe de Fonaments de Química, el professor (ja conegut gràcies al Jove Campus de Recerca) ens va plantejar aquesta pregunta. Vaig recordar l'entrada oblidada, la vaig rebuscar i em vaig proposar d'acabar-la tot filosofant en si era casualitat o algun tipus de senyal diví. Abans d'explicar-vos el perquè de la llum de les cuques, un petit alcariment: és molt probable que el Jove Campus de Recerca sigui una de les causes per les quals hi ha un "segon primer dia d'Universitat".

Què són les cuques de llum?

Durant el capítol 2 de la setena temporada de CSI NY, un estudiant pregunta al detectiu Mac Tylor perquè fan llum les cuques de llum. No recordo ni la resposta ni per què feia aquella pregunta però anem a resoldre el misteri. Abans de res... Què són les cuques de llum? Són uns cucs amb un led al cul? O amb un frontal al cap?

Anem a ubicar les cuques de llum en la classificació taxonòmica:

• Regne: Metazoa (animals)
• Subregne: Bilateria (simetria bilateral, tres capes en el desenvolupament embrionari: triblàstics)
• Infraregne: Protostomia (en funció del desenvolupament embrionari: el blastòpor forma la boca i l'anus és de neoformació)
• Fílum: Arthropoda (apèndix articulats i exoesquelet)
• Subfílum: Hexapodea (6 potes)
• Classe: Insecta (són la classe més diversificada amb més de 850.000 espècies descrites i es calcula que n'hi pot haver entre 5 i 30 milions; tenen tres tagmes: cap, tórax i abdomen)
• Subclasse: Pterygota (primariament alats)
• Superordre: Endopterygota (metamorfosi completa)
• Ordre: Coleoptera (escarbats; és l'ordre animal més nombrós, representa un 30% de les espècies animals)
• Subordre: Polyphaga
• Família: Lampyridae (capacitat de produir llum)

Les espècies més freqüents a Catalunya són: Lampyris noctiluca i Nyctophila reichii.

Presenten dimorfisme sexual (hi ha diferències remarcables entre mascles i femelles) i el que identifiquem com a cuques de llum són en realitat les femelles en zel. Les larves presenten dos períodes d'hivernació i un cop adults, aquests animals  viuen només una setmana i no s'alimenten: gasten les reserves acumulades durant la fase de larves (sabíeu que mengen cargols i llimacs?). 

Bioluminescència

I com és que fan llum? El fenomen es diu bioluminescència i no és res tan estrany: fongs, bacteris i altres organismes són capaços de produir llum per mitjà de reaccions químiques. Abans de res cal distingir la luminescència de la incandescència. En el primer concepte no hi intervé la radiació tèrmica i es coneix també com a llum freda. En el segon sí i l'utilitzem per il·luminar-nos en el nostre dia a dia: escalfem certes coses perquè emetin llum (per exemple els filaments d'una bombeta). 

La luminescència, que és el que ens ateny, es divideix en fluorescència i fosforescència i es produeix per l'excitació d'una subtància gràcies a energia en forma de fotons, electrons, un camp elèctric, un esforç mecànic, una ona ultrasònica o un procés químic/biològic com és el nostre cas. Quan passa de l'estat excitat al fonemental és quan emet la radiació lluminosa. I què vol dir estat excitat i fonamental? Doncs resumit de forma senzilla i ràpida, té a veure amb el nivell energètic en què es troben els electrons dels àtoms. 

Tot això les cuques de llum ho fan en els fotòcits (unes cèl·lules especialitzades) localitzats en la superfície ventral de l'abdomen. El elements que hi intervenen són els mitocondris, les traqueoles i els peroxisomes. 

Els mitocondris actuen com un filtre d'oxigen a la perifèria de la cèl·lula (l'oxigen hi arriba a través de les traqueoles). Per altra banda, els peroxisomes es troben a la part central i els arriba poc oxigen ja que els mitocondris se'l queden. Els peroxisomes contenen la luciferina i la luciferasa: en presència d'oxigen i ATP, i l'ajuda de l'enzim luciferasa, la luciferina s'oxida i allibera un fotó (que és el que fa llum). Com hem vist però, en condicions normals aquest oxigen no arriba als peroxisomes i cal que els mitocondris estiguin inhibits perquè ho faci. D'aquesta tasca se n'encarrega l'NO.

Font: https://es.wikipedia.org/wiki/Luciferina_(molécula)

Diuen que...

Per cert... Diuen que les cuques de llum han desaparegut, que ja no se'n veuen... Però l'altre dia algú m'explicava que n'hi torna a haver. Vosaltres fa molt que no en veieu? Jo recordo de petita que n'hi havia al jardí de casa... Ara hi ha un carrer...

El que sí que s'ha documentat recentment és una espècie exòtica que a diferència de les cuques de llum autòctones emet llum mentre vola. Podeu llegir-ne la notícia aquí. Caldrà seguir l'evolució i estudiar les conseqüències que pot tenir la presència d'aquesta nova cuca de llum.  

Fonts:

Díaz, J. i Santos, T. (1998). Zoología: Aproximación evolutiva a la diversidad y organización de los animales (1a edició). Madrid: Sintesis.

Món Natura Pirineus, (19 d'agost 2015). Perquè brillen les cuques de llum o lluernes?. Recuperat de https://monnaturapirineus.net/2015/08/19/perque-brillen-les-cuques-de-llum-o-lluernes/ 

Guzmán, JR. i De Cock, R., (s.d). Gusanos de luz. Recuperat de http://www.gusanosdeluz.com

Trimmer, B., Zayas, R. i Qazi, S. (2001). Nitric oxide and Firefly Flashing. Recuperat de http://ase.tufts.edu/biology/firefly/index.html

... i amb l'ajuda de l'estimada wikipèdia (sí, ben utilitzada s'hi troba bona informació) i l'Enciclopèdia Catalana