A cidade francesa que quer usar organismos vivos para se iluminar:verajohn com

Este fenômeno —verajohn comque reações químicas dentro do corpoverajohn comum organismo produzem luz — pode ser observadoverajohn commuitos lugares na natureza.

Organismos tão diversos quanto vagalumes, fungos e peixes têm a capacidadeverajohn combrilhar por meio da bioluminescência.

Esta habilidade está presenteverajohn com76% das criaturas do fundo do mar — e evoluiuverajohn comforma independente dezenasverajohn comvezes, incluindo pelo menos 27 ocasiões apenasverajohn compeixes marinhos.

As aplicações da bioluminescência no mundo natural são igualmente amplas. Os vagalumes se iluminam para atrair parceiros, enquanto algumas espéciesverajohn comalgas brilham quando a água ao redor se agita.

O tamborilverajohn comáguas profundas permite que as bactérias bioluminescentes se instalemverajohn comum lóbulo acimaverajohn comsua cabeça como uma isca tentadora para a presa.

A maioria das espécies oceânicas bioluminescentes emite uma luz azul-esverdeada que, devido aos comprimentosverajohn comonda mais curtos das cores, pode viajar mais longe no oceano.

Alguns vagalumes e certos caracóis brilhamverajohn comamarelo, e a chamada "larva-trenzinho", uma larvaverajohn combesouro nativa das Américas, é conhecida por ficar vermelha e amarela-esverdeadaverajohn comum padrão pontilhado que se assemelha a um trem à noite.

Descobriu-se, inclusive, que o peloverajohn comlebres-saltadoras — roedores noturnos encontrados no sul da África — produzem um brilho biofluorescente rosa forte.

O brilho azul turquesa que banha a salaverajohn comesperaverajohn comRambouillet, no entanto, vemverajohn comuma bactéria marinha coletada na costa da França chamada Aliivibrio fischeri.

As bactérias são armazenadas dentroverajohn comtubos cheiosverajohn comágua salgada, permitindo que circulemverajohn comuma espécieverajohn comaquário luminoso.

Como a luz é gerada por meioverajohn comprocessos bioquímicos internos que fazem parte do metabolismo normal do organismo, seu funcionamento não requer quase nenhuma energia além da necessária para produzir os alimentos que as bactérias consomem.

Uma misturaverajohn comnutrientes básicos é adicionada — e bombeia-se ar na água para fornecer oxigênio.

Para "apagar as luzes", o bombeamentoverajohn comar é simplesmente cortado, interrompendo o processo ao colocar a bactériaverajohn comum estado anaeróbico,verajohn comque não produz bioluminescência.

"Nosso objetivo é mudar a forma como as cidades usam a luz", diz Sandra Rey, fundadora da startup francesa Glowee, que está por trás do projetoverajohn comRambouillet.

"Queremos criar um ambiente que respeite mais os cidadãos, o meio ambiente e a biodiversidade — e impor esta nova filosofiaverajohn comluz como uma alternativa real".

Os defensores do projeto argumentam que a bioluminescência produzida por bactérias pode ser uma forma eficiente e sustentávelverajohn comenergia para iluminar nossas vidas.

A forma como produzimos luz atualmente, argumenta Rey, mudou pouco desde que a primeira lâmpada foi desenvolvidaverajohn com1879.

Embora a lâmpada LED, que surgiu na décadaverajohn com1960, tenha reduzido significativamente os custosverajohn comfuncionamento da iluminação, ainda dependeverajohn comeletricidade, que éverajohn comgrande parte produzida pela queimaverajohn comcombustíveis fósseis.

Fundadaverajohn com2014, a Glowee está desenvolvendo uma matéria-prima líquida —verajohn comteoria, infinitamente renovável — feitaverajohn commicro-organismos bioluminescentes.

Ela é cultivadaverajohn comaquáriosverajohn comágua salgada antesverajohn comser acondicionada nos tubosverajohn comaquário.

O processoverajohn comfabricação, afirma Rey, consome menos água do que a fabricaçãoverajohn comluzes LED e libera menos CO2, enquanto o líquido também é biodegradável.

As luzes também usam menos eletricidade para funcionar do que o LED,verajohn comacordo com a empresa, embora as lâmpadas da Glowee produzam menos lúmens (fluxo luminoso) do que a maioria das lâmpadas LED modernas.

Embora a iluminação da Glowee esteja disponível atualmente apenasverajohn comtubos padrão para eventos, a empresa planeja produzirverajohn combreve vários tiposverajohn commobiliário urbano, como bancos para áreas externas com iluminação embutida.

Em 2019, a prefeituraverajohn comRambouillet fechou uma parceria com a Glowee e investiu 100 mil euros (cercaverajohn comR$ 522 mil) para transformar a cidadeverajohn com"um laboratórioverajohn combioluminescênciaverajohn comgrande escala".

Guillaume Douet, chefeverajohn comespaços públicosverajohn comRambouillet, acredita que se o experimento for bem-sucedido, poderá levar a uma transformaçãoverajohn comtodo o país.

"Trata-severajohn comuma cidade do amanhã", diz Douet.

"Se o protótipo realmente funcionar, podemos implementá-loverajohn comlarga escala e substituir os sistemasverajohn comiluminação atuais."

Mas a iluminação bioluminescente não é nova. Por voltaverajohn com350 a.C., o filósofo grego Aristóteles descreveu a bioluminescênciaverajohn comvagalumes como um tipoverajohn comluz "fria".

Mineradoresverajohn comcarvão usavam vagalumes dentroverajohn comfrascos como iluminaçãoverajohn comminas, onde qualquer tipoverajohn comchama — até mesmo uma vela ou lampião — poderia desencadear uma explosão mortal.

Enquanto isso, fungos brilhantes são usados ​​há anos por tribos na Índia para iluminar florestas fechadas.

No entanto, a Glowee é a primeira empresa do mundo a atingir este nívelverajohn comexperimentação. A empresa diz que está negociando com 40 cidades na França, Bélgica, Suíça e Portugal.

A ERDF, uma empresa majoritariamente estatal que administra a rede elétrica da França, está entre os apoiadores da Glowee. A Comissão Europeia forneceu 1,7 milhãoverajohn comeurosverajohn comfinanciamento, e o Instituto Nacionalverajohn comSaúde e Pesquisa Médica da França (Inserm) prestou assistência técnica.

No entanto, Carl Johnson, professorverajohn comciências biológicas da Universidade Vanderbilt, nos EUA, acredita que ainda há sérios desafios pela frente até que a bioluminescência consiga obter sinal verde para implementaçãoverajohn comlarga escala.

"Primeiro, você precisa alimentar as bactérias e diluí-las à medida que crescem. Isso não é tão fácil", diz ele.

"Além disso, o fenômeno dependerá muito da temperatura, e duvido que funcione no inverno. Em terceiro lugar, a bioluminescência é muito fracaverajohn comcomparação com a iluminação elétrica. Mas talvez eles tenham melhorado a intensidade da luminescência."

Rey, da Glowee, reconhece os desafios que tem pela frente, mas insiste que os benefícios, tanto ecológicos quanto econômicos, podem ver as cidades futuras banhadasverajohn comluz azul bacteriana.

Atualmente, a equipe sediadaverajohn comEvry, na França, está trabalhando para aumentar a intensidade da luz produzida pelas bactérias — que, por enquanto, dura apenas dias ou semanas até demandar mais nutrientes e ainda não é tão forte quanto as luzes LED — submetendo-a a diferentes temperaturas e pressões.

Até agora, a Glowee diz que suas bactérias podem produzir uma luminosidadeverajohn com15 lúmens por metro quadrado — aquém, mas não muito distante, do mínimoverajohn com25 por metro quadrado que acredita-se ser necessário para a iluminação públicaverajohn comparques e jardins.

Para efeitoverajohn comcomparação, uma lâmpada LED domésticaverajohn com220 lúmens pode produzir cercaverajohn com111 lúmens por metro quadradoverajohn compiso.

"Estamos avançando aos poucos", diz ela.

"Mas já demos grandes passos, e nossa filosofia da luz é uma resposta à crise que a humanidade está enfrentando".

Catrin Williams, professora da Escolaverajohn comBiociências da Universidadeverajohn comCardiff, no Paísverajohn comGales, que estudou bioluminescênciaverajohn combactérias, concorda que é "difícil" manter culturas bacterianas vivas a longo prazo devido à necessidadeverajohn comfornecimentoverajohn comnutrientes.

Mas Williams acredita que este desafio poderia ser superado concentrando-se na "quimioluminescência" — um processo que Glowee também está investigando —, que elimina a necessidadeverajohn combactérias vivas.

Em vez disso, a enzima responsável pela bioluminescência, a luciferase, pode,verajohn comteoria, ser extraída das bactérias e usada para produzir luz por conta própria.

"Acho que a abordagem da Glowee é extremamente nova e inovadora e pode ser fantástica", diz ela.

Outras iniciativasverajohn comtodo o mundo estão proporcionando mais lampejosverajohn comesperança.

O Nyoka Design Labs, com sedeverajohn comVancouver, está desenvolvendo uma alternativa biodegradável aos tubos luminosos usando enzimas não-vivas e livresverajohn comcélulas, que os criadores dizem ser muito mais fáceisverajohn commanter do que bactérias vivas.

"Em vezverajohn comusar o carro inteiro, tiramos apenas os faróis", diz Paige Whitehead, fundadora e executiva-chefe.

"A enzimologia avançou ao pontoverajohn comque não precisamos mais depender dos sistemas baseadosverajohn comcélulas."

Uma vez usados, os tubos luminosos não podem ser reciclados devido à misturaverajohn comprodutos químicos que contêm.

Eles são utilizados ​​de diversas formas — desde para uso policial e militar até recreativoverajohn comfestivaisverajohn commúsica.

Alguns pesquisadores levantaram preocupações sobre o efeito dos produtos químicos que contêm na vida marinha, já que também são frequentemente usados ​​como iscas na pesca com espinhel.

"Muito desse desperdício é desnecessário", diz Whitehead.

"A visão que buscamos é substituir quaisquer sistemas alternativosverajohn comiluminação para torná-los mais sustentáveis."

Em um grande avanço neste aspecto, um estudo publicadoverajohn comabrilverajohn com2020 revelou que uma equipeverajohn combioengenheiros russos, trabalhando com uma startupverajohn combiotecnologia com sedeverajohn comMoscou, criou um método para manter a bioluminescênciaverajohn complantas.

Eles afirmam que foram capazesverajohn comfazer as plantas brilharem 10 vezes mais e por mais tempo do que os esforços anteriores — produzindo maisverajohn com10 bilhõesverajohn comfótons por minuto — por bioengenhariaverajohn comgenes bioluminescentesverajohn comfungos nas plantas.

A nova pesquisa se baseouverajohn comdescobertas que identificaram uma versão fúngica da luciferina, um dos únicos compostos necessários para a bioluminescência, junto às enzimas luciferase ou fotoproteína.

Keith Wood, um cientista que há 30 anos criou a primeira planta luminescente usando um geneverajohn comvagalumes, diz que a tecnologia poderia substituirverajohn comparte a iluminação artificial como LED.

Mais recentemente, ele descobriu que, alterando a estrutura genéticaverajohn comuma luciferase encontrada no camarãoverajohn comáguas profundas Oplophorus gracilirostris, seu brilho poderia ser aumentadoverajohn com2,5 milhõesverajohn comvezes.

A enzima resultante, que os pesquisadores chamaramverajohn comNanoLuc, também era 150 vezes mais brilhante do que as luciferases encontradas nos vagalumes.

"A aplicação da biologia sintética na bioluminescência é uma grande oportunidade", diz Wood, que agora está desenvolvendo uma planta bioluminescente para a empresa Light Bio.

Mas ainda não se sabe exatamente como essas plantas bioluminescentes transgênicas podem ser usadas no futuro.

Um grupoverajohn comdesignersverajohn comAtenas, liderado por Olympia Ardavani, da Hellenic Open University, apresentou a ideiaverajohn comum grande númeroverajohn complantas bioluminescentes sendo usadas para fornecer iluminação ambiente ao longo das estradas.

Eles estimaram que, se uma planta pudesse ser produzida emitindo cercaverajohn com57 lúmens cada, seriam necessárias 40 plantas a cada 30 m,verajohn comcada lado da rua, para atender ao requerimento mínimoverajohn comiluminação pública necessária nas vias usadas por pedestres na Europa.

No entanto, Rey acredita que aproveitar o poder natural da bioluminescência para a iluminação também pode nos fazer ver o meio ambiente e o mundo naturalverajohn comnovas maneiras.

"Pode criar um ambiente que nos torne cidadãos mais respeitosos, com o meio ambiente e com a biodiversidade", diz ela.

verajohn com Leia a versão original desta reportagem verajohn com (em inglês) no site BBC Future verajohn com .

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