Coleópteros lampirídeos e sua conspícua bioluminescência (com resenha de Victor Rossetti)

Por Rafael Souza

Vaga-lume (Photinus pyralis)

Uma das exibições visuais mais espetaculares dos insetos envolve a produção de luz, ou bioluminescência. Entende-se como bioluminescência (do grego "bios" (vida) e do latim "lumen" (luz)) a produção e emissão de luz fria feita por um organismo vivo através de diversas reações químicas.Tal fenômeno ocorrem em diversos tipos de organismos vivos, desde os mais simples e microscópicos como bactérias , fungos e dinoflagelados até os maiores e mais visíveis como moluscos, artrópodes e cordados.

Os besouros da família Lampyridae ( Insecta : Coleóptera ) conhecidos como vaga-lumes ou pirilampos, possuem no lado ventral próximo ao ápice

abdominal uma estrutura luminosa de cor amarelo-esmeralda normalmente ausente nos indivíduos menores.Esta estrutura foi estudada pelo fisiologista francês Raphaël Dubois (1849-1929) que observou que existem duas substancias químicas que interagem para a produção da bioluminescência.Descobriu que os vaga-lumes do gênero Photinus possui uma substancia denominada luciferina (do latim lucifer , "portador da luz") que reage com uma enzima chamada luciferase que reage quando há entrada de oxigênio nos seus orifícios abdominais.

Acredita-se que o principal finalidade da emissão de luz nos lampirídeos esta relacionada a sinalização de corte e  seleção de parceiros.Dependendo da espécie pode se obter variações no tempo de bioluminescência, numero de taxas de pulsos, freqüência de repetição do padrão, ente outros.Eles desenvolveram uma variedade de maneiras para se comunicar com seus companheiros de ralacionamento.Algumas espécies de vaga-lumes dos gêneros Photinus , Photuris e Pyractomena , se distinguem pelos padrões de corte.Os machos voando em busca das fêmeas emitem um único flash bioluminescente, em resposta as fêmeas emitem um outro flash para o macho de sua espécies.Em geral as fêmeas do gênero Photinus  não voão , mas isso não impede elas de emitirem o pulso luminoso.

Macho de um vaga-lume P. pyralis

em cortejo a  uma fêmea.

Vaga-lumes tropicais , particularmente no sudeste da Ásia, rotineiramente sincronizam seus flashes em grande grupo, esse fenômeno e conhecido como  sincronização de fase de ordem espontânea.A sincronização de fase é o processo na qual dois ou mais sinais cíclicos tendem a oscilar com uma seqüência de repetição de relativa fase de ângulos.A sincronização é geralmente aplicada quando a duas formas de onda da mesma freqüência com ângulos de fase idêntica a cada ciclo.No entanto também pode ser aplicada se houver uma relação inteira de freqüência, de tal modo que os sinais cíclicos compartilham uma seqüência de repetição de fase de ângulos ao longo dos demais ciclos consecutivos.Essas relações inteiras são denominadas “línguas de Arnold que se iniciam a partir da bifurcação do mapa circular.Esse comportamento é comum nas selvas da Malásia onde os vaga-lumes( “kelip-kelip” como se pronuncia no idioma malaio ou Bahasa Malásia) conseguem sincronizar suas emissões de luz com tamanha precisão que algumas hipóteses  defendem a causa desse comportamento a interação social , dieta e altitude.

Larvas de vaga-lume visivelmente
reconhecidas pela bioluminescência

Algumas espécies utilizam a bioluminescência para outros fins, como no caso da fêmea carnívora do gênero Photurus . Essas fêmeas são referidas como “femme fatale”, melhor dizendo fêmea fatal. Seu habito oportunista consiste em imitar os flashes de acasalamento de outros vaga-lumes com o único propósito, o da predação.Na maioria dos casos o machos são atraídos dando a entender que são os parceiros adequados , na seqüência são devorados por elas.

A bioluminescência dos lampirídeos esta envolvida tanto na atração de presas quanto ao encontro de parceiros sexuais , e demonstra ser  mais uma forte aliada para a sobrevivência desse grupo de insetos.

Dedicado a : Cleide Tirola

BIOLUMINESCÊNCIA - Resenha de Victor Rossetti

Lúcifer não é mais aquele, o decaído anjo de luz que sofreu mais um rebaixamento. Só que dessa vez sob a perspectiva naturalista. Parte de sua exclusividade mitológica foi roubada por um mecanismo evolutivo natural.

Arachnocampa luminosa

A bioluminescência não é exclusividade de pirilampos, vagalumes e o diabo. Cogumelos brasileiros da Mata Atlântica, amazônicos e outros artrópodes também desfrutam de tal característica peculiar.

Na Nova Zelândia os dípteros da espécie Arachnocampa luminosa produz uma larva que vive fixa no teto da caverna de Wautona. Este organismo tem suas origens datadas em mais de 300 milhões de anos e também produz bioluminescência. Este díptero produz fios de seda com gotas pegajosas que ficam penduradas como colares nos tetos dessas cavernas. Esta luminescência atrai as presas que ao tocar o cordão pegajoso ficam presas, permitindo que a díptera pesque a sua saborosa refeição.

Nos vagalumes e insetos em geral sua bioluminescência é fruto da oxidação de uma substância que ao entrar em contato com o ambiente produz moléculas energizadas que que emitem a luz. A enzima luciferase atua sobre o substrato luciferina, catalizando as reações químicas estimulando essa beleza natural incomensurável. 

Outro exemplo de ocorrência da bioluminescência ocorre na jequitiranabóia (Fulgora lanternaria e F. lampetis ) brasileira, um homóptero que além de apresentar uma anatomia adaptada a mimetismo apresenta também bactérias fotogênicas que vivem dentro de sua cabeça e emitem luz, fazendo parte até do folclore local onde ocorre.

Fungo bioluminescente

No caso dos fungos o mecanismo parece não ser diferente. Até pouco tempo o conhecimento sobre a diversidade dos fungos bioluminescentes estava concentrado em regiões temperadas do hemisfério norte e na Australásia. Hoje, sabemos que só na Mata Atlântica e na Amazônia há uma grande diversidade deles iluminando as noites estreladas, embora ainda pouco se conheça sobre a biodiversidade de fungos no Brasil.

Segundo a revisão feita pelos ecologistas são conhecidas mais de 64 espécies de fungos bioluminescentes no planeta. 

O Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira (Petar), em São Paulo, é o local onde se conhece o maior número de espécies simpátricas desses curiosos saprófitos.

No total, são sete espécies identificadas (Gerronema viridilucens, Mycena lucentipes, Mycena discobasis, Mycena singeri, Mycena luxaeterna, Mycena asterina, Mycena fera) e uma do gênero Mycena em fase de descrição taxonomica. Na Amazônia ocorre somente um tipo de fungo bioluminescente.

Todas as emissões de luz em fungos são esverdeadas, com comprimento de onda em torno de 530 nanometros e muitas das espécies de fungos bioluminescentes emitem luz apenas do micélio, outras restrita somente ao cogumelo e muito raramente ambas estruturas emitem luz na mesma espécie.

Análises filogenéticas moleculares evidenciaram que os fungos bioluminescentes são polifiléticos, ou seja, representados por algumas linhagens que, em certos casos, evoluíram de forma independente em relação à emissão de luz. De fato a bioluminescência é uma convergência bastante evidente entre insetos e cogumelos e uma série de outros animais que não compartilham relações históricas próximas entre si.

A bioluminescência em fungos é decorrente de uma reação química que leva à emissão constante de luz e depende sempre da presença de oxigênio para se manifestar. Bastante semelhante aquelas ocorridas em grupos de coleópteros.

Além de controlar a cor, muitas lulas, polvos e sépias podem também produzir luz e controlar sua intensidade. Alguns animais utilizam bioluminescência para confundir ou assustar predadores; outros para imobilizar sua presa, e outros ainda, para ludibriar predadores, e facilitar sua fuga ou como isca para atrair suas presas. A bioluminescência também pode ser um meio de comunicação em águas profundas escuras, ou no lusco-fusco marinho, da mesma forma que acontece nos pirilampos e vagalumes.

Esses animais geram luz ao misturar duas substâncias que formam uma terceira, emissora de luz, de maneira análoga ao mecanismo que aciona o pisca-pisca do vaga-lume.

Dentro das células fotócitos nos órgãos fotóforos ocorre essa lumionescencia. 

A luficerina que pode apresentar-se diferente em organismos diferentes. Ela também reage com o oxigênio na presença de uma enzima, a luciferase e produz uma nova molécula. No oceano, ela normalmente emite um brilho cuja cor varia até o azul. 

Pesquisas também têm revelado que essa convergência evolutiva pode estar presente em peixes e pode ser produzida por bactérias que vivem dentro dos órgãos geradores de luz desses animais. 

Outras formas de luminescência podem ocorrer devido a presença da Coelenterazina que geralmente é encontrada em ctenóforos, copépodes cnidários, radiolários e até camarões seguindo um mecanismo bastante parecido com os apresentados acima.

Escrito por Rossetti e Rafael