Zo’n zestig jaar lang was de abdomen van de vuurvlieg als een zwarte doos. Wetenschappers wisten welke stoffen de bioluminescente vlieg opneemt (onder andere zuurstof, calcium, magnesium), en dat ze beschikken over het pigment luciferine; ze wisten ook wat er uit de doos komt: fotonen, oftewel licht, in geel, groen, oranje en zelfs blauw. Maar het precieze chemische proces dat lichtgeven mogelijk maakt, bleef een mysterie. “Wij wilden precies weten hoe de omzetting van chemische energie in licht – door enzymen en eiwitten – plaatsvindt. Dat is een fundamenteel proces”, zegt Bruce Branchini van Connecticut College.

Branchini en zijn collega’s vonden het antwoord: een extra zuurstofelektron zorgt voor de gloed. Hun ontdekking is gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society.

De conventionele verklaring voor het gloeiende achterwerk van de insecten was voor scheikundigen als Branchini onbevredigend. Twee ingrediënten, zuurstof en luciferine, kunnen niet de vereiste reactie aangaan voor het voortbrengen van licht. Uit de experimenten die Brachini uitvoerde, werd duidelijk dat de zuurstof in de ‘zwarte doos’ een speciaal superoxide-ion heeft. “Daarmee heeft de moleculaire zuurstof een extra elektron”, vertelt de scheikundige. Dankzij het extra deeltje kan de reactie tussen zuurstof en luciferine wel plaatsvinden.

Wetenschappers gaan door met hun onderzoek naar luciferine en bioluminescentie in de natuur, omdat ze vermoeden dat medische toepassingen mogelijk zijn. De luciferine van vuurvliegjes wordt nu al gebruikt om breintumoren te markeren, aldus hoofdauteur Branchini. Maar belangrijker nog: “Uiteindelijk willen we begrijpen hoe de natuur werkt. We zien later wel wat voor toepassingen we wel of niet kunnen vinden.”
Filmpje