Η μαγευτική μπλε λάμψη που εκπέμπεται από ένα είδος φυκιών που κατοικεί στη θάλασσα έχει αξιοποιηθεί από επιστήμονες στις ΗΠΑ για να φτιάξουν δομές που εκπέμπουν φως.
Pyrocystis lunula είναι ένας βιοφωταύγης μονοκύτταρος οργανισμός που μερικές φορές παράγει σύντομες λάμψεις μπλε φωτός. Μεγάλες συστάδες φυκιών είναι γνωστό ότι εκπέμπουν αστραφτερές οθόνες σε κύματα που σπάνε στις παραλίες.
Η Giulia Brachi, από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ, πειραματιζόταν σε ένα σκοτεινό εργαστήριο, αναζητώντας έναν τρόπο να αναγκάσει τα φύκια να εκπέμπουν μια πιο διαρκή λάμψη. «Προσπαθούσαμε να τα στριμώξουμε πολύ αργά», είπε η Μπράτσι, εξηγώντας πώς εκείνη και οι συνάδελφοί της είχαν προσπαθήσει να αναπαραγάγουν τη μηχανική καταπόνηση των κυμάτων. “Δεν ανταποκρίνονταν πραγματικά σε αυτό.â€
Άλλοι ερευνητές είχαν επιτυχία με μια τέτοια προσέγγιση, αλλά ένα μειονέκτημα είναι ότι η μηχανική διέγερση μπορεί να είναι δύσκολο να ελεγχθεί. Έτσι η Μπράχη και οι συνεργάτες της δοκίμασαν μια άλλη τακτική. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι όταν τα φύκια εκτέθηκαν σε οξύ, το επίπεδο pH στο τμήμα των κυττάρων τους που εκπέμπει φως έπεσε, προκαλώντας παραγωγή φωτός. Ο Brachi πρόσθεσε ένα ελαφρώς όξινο διάλυμα σε μια γυάλινη φιάλη εργαστηρίου που περιείχε τα φύκια.
«Ήμουν σαν: «Περίμενε λίγο, είναι αυτό το φως [reflecting] από φορητό υπολογιστή; είπε. Μάλλον, τα φύκια μέσα στη φιάλη είχαν πάρει μια εμφάνιση σαν ζωντανή λάμψη. Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Science Advances, αυτή και οι συν-συγγραφείς της περιγράφουν πώς κατάφεραν να προκαλέσουν λάμψη για έως και 25 λεπτά τη φορά.
Οι επιστήμονες περιέκυψαν τα φύκια μέσα σε μια υδρογέλη – μια ουσία που μοιάζει με ζελέ φτιαγμένη με νερό – και μπόρεσαν να εκτυπώσουν 3D διάφορα σχήματα φουσκωτά με αυτό, συμπεριλαμβανομένου ενός μισοφέγγαρου, ως φόρο τιμής στην εμφάνιση των φυκών στο μικροσκόπιο. Όλα τα σχήματα έλαμπαν μια έντονη κυανή απόχρωση του μπλε.
Τα βιοφωταύγεια φύκια περιέχουν ένα ένζυμο που ονομάζεται λουσιφεράση, το οποίο αντιδρά με μια ένωση που παράγει φως που ονομάζεται λουσιφερίνη – αυτά τα ονόματα προέρχονται από το λατινικό “lucifer” ή φορέας φωτός. “Είναι αρκετά αυτοσυντηρούμενα με την προϋπόθεση ότι έχουν πρόσβαση στο θαλασσινό νερό”, είπε επίσης ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Βίλντερρου του Πανεπιστημίου Βίλντερου.
Ο Srubar πρότεινε ότι αυτό το «ζωντανό φως» θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για λαμπερά μπαστούνια ή λαμπερά βραχιόλια στα ρέιβ. Ή τα φύκια θα μπορούσαν θεωρητικά να ενσωματωθούν σε βιοαισθητήρες που λάμπουν όταν ανιχνεύουν τοξίνες στο περιβάλλον.
Ο καθηγητής Chris Howe, του Πανεπιστημίου του Cambridge, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία, είπε: «Η μετάβαση από αυτό που λειτουργεί υπό ελεγχόμενες συνθήκες στο εργαστήριο σε αυτό που λειτουργεί στον πραγματικό κόσμο θα είναι μια πρόκληση – αλλά αυτό είναι ένα πραγματικά ενδιαφέρον πρώτο βήμα».
Πρόσθεσε ότι για μικρές συσκευές εκπομπής φωτός που βασίζονται σε μπαταρίες μιας χρήσης, η μετάβαση στη βιοφωταύγεια σε ορισμένες περιπτώσεις θα μπορούσε να μειώσει δραστικά τα απόβλητα που δημιουργούνται όταν τελειώνουν οι μπαταρίες.
Το ότι το οξύ προκαλεί βιοφωταύγεια σε ορισμένα είδη φυκιών είναι γνωστό, είπε ο Άντονι Κάμπελ, ομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ. Είπε ότι ήταν δύσπιστος ότι τα φύκια θα μπορούσαν να επιβιώσουν για πολύ στο διάλυμα που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη, το οποίο είχε pH 4. Είναι περίπου τόσο όξινο όσο μια ντομάτα και «δεν τους αρέσει, τα αγχώνει», είπε ο Campbell.
Ένα μυστήριο παραμένει. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμα γιατί φύκια όπως π.χ Pyrocystis lunula εξελίχθηκε για να εκπέμπει φως εξαρχής. Θα μπορούσε να είναι ότι οι αφρώδεις οθόνες τους παίζουν αμυντικό ρόλο, ίσως αποτρέποντας οργανισμούς που διαφορετικά θα έτρωγαν τα φύκια.
Ο Χάου είπε: «Κατά τη γνώμη μου, αυτή είναι μια αρκετά εύλογη εξήγηση – αλλά σίγουρα δεν είναι γνωστή με βεβαιότητα.»
