Znaleźć ją można na przełomie czerwca i lipca na trawiastych obrzeżach lasów mieszanych, na leśnych polanach, a czasem także w zaroślach parków czy ogrodów. Najlepiej szukać już po zapadnięciu zmroku. Lubi spędzać czas na godzinach świecenia pulsującym, zimno zielonym światłem. To bezskrzydła samica chrząszcza z rodziny Lampyriadae, zwana popularnie robaczkiem świętojańskim. Mało kto wie, że swoją umiejętność zawdzięcza enzymowi zwanemu… lucyferazą.
W średniowieczu malutkie latarnie utożsamiano z duchami. Z czasem powstała pierwsza książka na temat światła emitowanego przez organizmy żywe pod tytułem “De luce animalium”, w której Thomas Bartholinus demitologizował nadnaturalne właściwości świetlika. Pod koniec XVII wieku stwierdzono, że zjawisko świecenia nie zachodzi w warunkach braku powietrza, zaś sto lat później francuski biolog Raphael Dubois poświęcił się pierwszym poważnym eksperymentom z udziałem świecących dżdżownic z Jamajki. Mieszał zmiażdżone świecące części tych stworzeń z zaprawą wodną. Zauważył, że gdy dolewa wody po wygaśnięciu roztworu, emisja światła powraca. Gdy jednak próbuował przeprowadzić podobny eksperyment we wrzącej wodzie, nie działo się nic szczególnego. To doświadczenie pozwoliło mu na sformułowanie hipotezy, że świecenie jest reakcją chemiczną, polegającą na utlenianiu związku chemicznego, znajdującego się w komórkach narządów świecących robaczka, tlenem atmosferycznym w obecności odpowiedniego enzymu. To właśnie Dubois, w dwa lata po swoich eksperymentach, związek pochodzący z segmentów odwłokowych robaczka nazwał lucyferyną, a enzym - lucyferazą. Świecenie organizmów żywych do dziś nazywamy bioluminescencją. W latach 50. XX wieku stwierdzono, że u świetlików w reakcji bierze jeszcze udział między innymi kwas adenozynotrójfosforanu (ATP) oraz jony magnezu.
Świecą nie tylko robaczki świętojańskie. Emisja światła, będąca przykładem innego spożytkowania energii chemicznej, jest właściwa kilkuset gatunkom bakterii, ryb głębinowych, a nawet… grzybom. W przeciwieństwie do robaczków, które bioluminescencję wykorzystują głównie w rytuałach godowych, żyjącym obecnie zwierzętom morskim służy do oświetlania pola widzenia i odstraszania przeciwników lub do zwabienia zdobyczy. Aż prawie 90% z organizmów zamieszkujących głębiny morskie potrafi emitować światło!
Sprawcami mienienia się powierzchni oceanu są ryby z rodziny świetlikowatych – Myctophidae, które - by pożywić się planktonem - wypływają na powierzchnię. Światło emituje również sam plankton. U drapieżnych ryb, Ceratiodei, narząd świecący znajduje się na końcu wydłużonego promienia płetwy grzbietowej. Ryby te mogą przesuwać go nad głowę lub do wnętrza jamy gębowej, otrzymując swoistą wędkę do zwabiania mniejszych drapieżców.
Najsłabiej poznanymi świecącymi organizmami są bakterie. Większość z tych, które emitują światło, żyje w oceanach, są jednak też takie, które odżywiają się resztkami rozkładających się ciał. To za ich sprawą w XIX wieku pacjenci szpitali wojskowych obserwowali świecenie ran, uważane za objaw ich gojenia się.
Kto choć raz trzymał w dłoniach świetlika, wie, że stworzenie jest zimne. Bioluminescencja jest bowiem transformacją energii chemicznej w świetlną - pewnego rodzaju stratą dla organizmu żywego. Świetliki potrafią zmieniać barwę światła i intensywność świecenia, która regulowana jest u nich przez układ nerwowy. Każdy gatunek ma swój własny kod sygnalizacyjny, wyrażający się czasem trwania rozbłysków i przerw między nimi. Dzięki temu, sygnały samicy danego gatunku nie wywołują zazwyczaj żadnej reakcji u samców innych gatunków… zazwyczaj, bo nielotne samice amerykańskich świetlików z rodzaju Photuris są drapieżne. Celowo naśladują błyski osobników spokrewnionych gatunków, a przywabione w ten sposób samce padają ich ofiarą. Żyjąca głównie w tropikach rodzina świetlikowatych (Lampyridae) reprezentowana jest przez ponad 2000 gatunków, w Polsce występują jednak tylko trzy: Lampyris noctiluca, Phausis splendidula oraz Phosphaenus hemipterus. U niektórych gatunków (zwłaszcza tropikalnych) zdolnością świecenia obdarzone są także samce, larwy, a nawet… jaja.
Bioluminescencja ma zastosowanie w praktyce. Odkrycie roli kwasu ATP pozwoliło na rozwój techniki pomiaru skażenia mikroorganizmami. Zjawisko jest coraz szerzej stosowane jako technika pomiaru jakości wody pitnej i procesów biologicznych, zachodzących przy oczyszczaniu ścieków. Dzięki rozwojowi inżynierii genetycznej, udało się wyizolować z bakterii geny odpowiedzialne za świecenie. Wszczepiono je następnie roślinom nie posiadającym zdolności bioluminescencyjnych. Dziś mamy np. soję, której korzenie świecą się na niebiesko, gdy ta odczuwa niedobór azotu. Dalsze badania idą w kierunku wyhodowania roślin, które natężeniem i barwą światła informowałyby o swoich potrzebach i funkcjach życiowych. Planuje się także wykorzystanie świecących roślin do obsadzania poboczy dróg.
Helena Gołdon
