Tìm hiểu cơ chế phát sáng của đom đóm

Chắc chắn ai cũng từng có tuổi thơ gắn liền với một loài bọ mang tên đom đóm, một thứ ánh sáng lập lòe mỗi buổi đêm mà bất cứ đứa trẻ nào cũng thích thú và tò mò. Nhưng vì sao đom đóm có thể phát sáng như vậy thì không phải ai cũng biết, tất cả là nhờ một hợp chất có tên luciferin.

Đom đóm phát sáng thế nào?

Đom đóm tự phát sáng là nhờ phản ứng sinh hóa. (fireflyexperience.org)

Sự phát sáng ở đom đóm là nhờ một loại phản ứng hóa học gọi là biolumiescence (ánh sáng sinh học). Tiến trình này xảy ra trong cơ quan phát sáng chuyên biệt, thường nằm ở dưới bụng đom đóm. Enzym luciferase hoạt động trên luceferin, với sự có mặt của các ion Magie, ATP, và Oxi để tạo ánh sáng.

Cơ quan phát sáng cấu tạo từ vài lớp tế bào nhỏ phản xạ ánh sáng và một lớp tế bào phát sáng. Tế bào phát sáng được điều khiển bởi thần kinh và các ống khí; ôxy được cung cấp bởi các ống khí chuyển hóa luciferin của tế bào phát sáng thành oxyluciferin. Quá trình ôxy hóa này được xúc tác bởi enzym luciferase đã giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Côn trùng kiểm soát việc phát sáng bằng cách điều hòa lượng không khí cung cấp cho tế bào.

Bờ biển rực sáng vì sứa biển.

Tất cả các loại đom đóm đều phát sáng từ thời kỳ ấu trùng. Biolumiescence dùng cho một chức năng riêng biệt trong ấu trùng đom đóm hơn là cho những con trưởng thành. Nó xuất hiện như một tín hiệu cảnh báo tới những loài ăn thịt, từ những chất hóa học tổng hợp trong ấu trùng đom đóm, chúng trở nên khó chịu và độc.

Các gene mã hóa cho những chất này được chèn vào trong nhiều các cơ quan riêng biệt. Luciferase đom đóm thường ở trong forensics (chất độc chết người), và enzym có những ứng dụng y học - đặc biệt để dò tìm các phản ứng của ATP hay Magie. Những họa sĩ thời kỳ Phục Hưng đã dùng một loại bột của đom đóm đã sấy khô để tạo ra một hỗn hợp cảm quang.

Về cơ bản, cơ chế phát sáng này có xuất hiện ở những loài vật khác như sứa biển và các nhà khoa học nhận định rằng, hầu như tất cả sinh vật sống đều có thể phát ra một luồng ánh sáng cực kỳ yếu ớt, thậm chí cả con người cũng có khả năng này. Đây là kết quả của các phản ứng sinh hóa.