Luce pe’renne

OH OH OH, Buon Natale!

… O meglio, buon Santo Stefano!

Come dite? Davide ieri vi ha disilluso col suo post? Vi ha spiegato come la fisica ucciderebbe Babbo Natale durante la vigilia di Natale?

Niente paura amici di Bar Scienza, ci penso io a riportarvi un po’ di magia! Va beh, un po’ di magia scientifica. Ok, un po’ di scienza con un tocco di magia.

E lo farò parlandovi delle aiutanti quadrupedi di Babbo Natale: le renne.

Cometa, Cupido, Donato, Fulmine, Donnola, Saltarello, Ballerina, Freccia e Rudolph.

E qual è quella caratteristica che rende Rudolph unico? Il suo luminoso naso rosso! (Fig.1)

[immagine modificata da Pixabay]

Mi sono, dunque, chiesta come sia possibile che il suo naso brilli così tanto. A quale fenomeno scientifico potrebbe essere ricondotta tale luminosità?

Mi sono data tre possibili risposte: 

Fluorescenza

Il naso di Rudolph potrebbe essere fluorescente!

La fluorescenza (ALERT: paroloni difficili in arrivo) è un caso particolare di luminescenza che descrive l’emissione di fotoni da parte di un materiale dopo che è stato irradiato.

La particolarità deriva dal fatto che la luce emessa è di una lunghezza d’onda diversa (maggiore) rispetto alla luce incidente… Vi ricordate dell’articolo sui colori?

Vediamo come funziona nel dettaglio (Fig.2). Abbiamo una radiazione incidente che eccita gli atomi della sostanza fluorescente.

Questo eccitamento promuove un elettrone ad un livello più energetico, ovvero l’elettrone “salta” su un orbitale più esterno.

Tempo poche decine di nanosecondi, l’elettrone eccitato torna al livello precedente passando cioè per uno o più stati a energia intermedia (decadimento).

Esemplificazione grafica del funzionamento del processo di fluorescenza
[potete trovare la fonte dell’immagine qui]

Quindi vi ho convinti? Il naso della nostra renna potrebbe possedere delle proteine che producono luce rossa quando i loro elettroni eccitati ritornano allo stato iniziale!

Bioluminescenza

Ok avete ragione, troppa fisica.

Vi propongo allora un’altra teoria: Rudolph potrebbe avere il naso bioluminescente!

La definizione di bioluminescenza è “emissione di luce da parte di organismi viventi, animali e vegetali, che richiede la presenza di ossigeno” (Treccani).

Chi è l’animale bioluminescente per eccellenza? Dovreste ricordarvelo da un nostro precedente articolo: la lucciola!

Se vogliamo essere pignoli da un punto di vista scientifico, la luce emessa è dovuta all’ossidazione della luciferina ad ossiluciferina, che avviene in presenza di ossigeno grazie all’enzima luciferasi.

Esiste anche un verme, Arachnocampa luminosa, che quando è ancora una piccola larva emette bioluminescenza per attirare le prede. Vedete i filamenti setosi nella fig.3?

Ecco quello è il loro nido. Se siete dei fortunati (e ricchi) viaggiatori li potrete ammirare nelle grotte calcaree neozelandesi Waitomo.

[di Markrosenrosen, da Wikipedia]
No machine-readable author provided. Markrosenrosen assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Dite che forse i nasi rossi delle renne funzionano tramite lo stesso meccanismo?

Simbiosi

Vi lascio per ultima (last but not least!) una teoria molto microbiologicamente friendly: e se per caso i nasi rossi delle nostre renne fossero in realtà in simbiosi con miliardi di batteri bioluminescenti che brillano in cambio di nutrienti? Tilde ci ha recentemente parlato di simbiosi in questo articolo.

In natura abbiamo diversi esempi di simbiosi bioluminescente. L’Euprymna scolopes (fig.4), ad esempio, usa il suo batterio bioluminescente simbionte Vibrio fischeri come mantello dell’invisibilità: in cambio di cibo, il batterio ne nasconde la sagoma! Si parla di controilluminazione.

[di Chris Frazee and Margaret McFall-Ngai, da Wikipedia]
Chris Frazee and Margaret McFall-Ngai [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

Oppure esistono dei (bruttissimi) lofiformi abissali (fig.5) che possiedono filamenti in cui ospitano luminosi batteri simbionti per attirare le rare prede degli abissi.

[Masaki Miya et al., da Wikipedia]
Masaki Miya et al. [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

E quindi Rudolph che vantaggio trarrebbe dall’ospitare dei piccoli batteri simbionti rossi bioluminescenti?

Ma è ovvio: li userebbe per guidare la slitta di Babbo Natale.

Buone feste brillanti a tutti quanti!

Silvia Achilli

Dottorata in Biochimica e attualmente Post-Doc in Chimica Analitica. Da ormai 4 anni residente in Francia, si batte per i diritti delle pizze maltrattate dai francesi. Quando non è prigioniera della sua gatta, diventa una appassionata fotografa dilettante ed è pazza per i viaggi.

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