Як живі організми світяться в темряві і навіщо їм це?
Деякі живі організми можуть видавати світіння в темряві. У морі світиться зеленим планктон і деякі види медуз, на суші – всім відомі комахи світляки. Насправді таких організмів досить багато і механізм їхнього світіння вкрай цікавий.
Що таке біолюмінесценція?
Біолюмінесценція – це так зване “холодне” світло, яке випромінюють деякі живі організми. Це світіння виникає як результат хімічної реакції. Світитися можуть деякі тварини, гриби, бактерії, водорості.
У таких організмах є люциферин, який і сприяє появі світла після деяких хімічних реакцій. Але щоб це сталося, потрібна наявність ще двох компонентів: люциферази і кисню.
Відбувається цей процес у такій послідовності. Фермент люцифераза є каталізатором окислення люциферину. З’являється молекула оксилюциферину в електрично збудженому стані.
Вивільняється ця енергія у вигляді фотона, що й дає світло. Триває спалах 0,1-10 секунд. Біолюмінесцентна ефективність дуже висока і в світіння може переходити практично вся енергія, отримана під час реакції.
Люциферин може бути декількох видів і його структура у організмів, які “світяться”, сильно відрізняється. Наприклад, будова динофлагеллята у водоростей схожа з хлорофілом, а люциферин у бактерій нагадує молекулу рибофлавіну.
У світлячків у процесі світіння беруть участь не тільки люцифераза, кисень, а й аденозинтрифосфат. Медузи Aequorea характеризуються наявністю екворину – фотобілка, світіння якого запускається за допомогою іонів кальцію.
Цікавий факт: у печері Вайтомо (Нова Зеландія) живуть личинки москітів, які можуть світитися. Мешкають вони на стелі й залишають нитки, що світяться і приваблюють мошок і мух, якими потім ці личинки харчуються.
Люциферин в організмах не нескінченний, тому його запаси необхідно поновлювати. Деякі отримують речовину з їжі, інші самі синтезують або роблять це за допомогою бактерій.
У звичайних світлячків світіння зелено-жовтого кольору. В організмів, що живуть у морі – блакитнувате, а деякі комахи можуть світитися червоним. Структурою люциферину визначається сила світіння.
Чому деякі організми світяться?
Гриби та бактерії своїм світлом приманюють комах, які сприяють поширенню міцелію, мікробів і спор. Безпорадні створіння, наприклад, медузи світловими спалахами здатні відлякати хижака.
З цією ж метою мерехтять деякі види коралів на мілководді. Глибоководні водорості випромінюють світло для забезпечення фотосинтезу симбіотичних рослин. Світіння може бути засобом комунікації, наприклад, щоб привабити партнера.
Цікавий факт: загін вудильників – це глибоководні риби, багато з яких мають відростки на голові з кінчиками, що світяться, в яких мешкають біолюмінесцентні бактерії. За бажання вони можуть вмикати-вимикати свій “ліхтарик” для залучення мішеней.