БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ • Большая российская энциклопедия – электронная версия

Светлячки

Светлячки светятся, чтобы привлечь партнера и добычу. Существует около 2000 видов светлячков, но только некоторые из них имеют способность освещать свое тело. Большинство биолюминесцентных видов-морские животные, светлячки-один из немногих наземных видов, способных производить свет. Вид может достигать до 0,5-2,5 см в длину.

Говоря о внешнем виде, у них черное тело, покрытое желтыми или оранжевыми отметинами. Кроме того, у них есть пара кожистых передних крыльев, известных как надкрылья, которые покрывают перепончатые крылья, однако некоторые из самок светлячков бескрылые. Иногда, когда они собираются в группы, они производят свет одновременно. Это один из самых

Разнообразие типов биолюминесценции

Б. пред­став­ля­ет со­бой ча­ст­ный слу­чай хе­ми­лю­ми­нес­цен­ции: энер­гия хи­мич. ре­ак­ции (ча­ще все­го это окис­ле­ние лю­ци­фе­ри­на мо­ле­ку­ляр­ным ки­сло­ро­дом или его ак­тив­ны­ми фор­ма­ми – пе­рок­си­дом во­до­ро­да или су­пер­ок­сид ани­он-ра­ди­калом $ce{O_2}$) пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию элек­трон­но­го воз­бу­ж­де­ния од­но­го из про­дук­тов ре­ак­ции, ко­то­рая вы­де­ля­ет­ся в ви­де фо­то­нов с вы­со­ким кван­то­вым вы­хо­дом (30–90%). У боль­шин­ст­ва эу­ка­ри­от све­тит­ся не всё те­ло, а осо­бые клет­ки – фо­то­ци­ты и в них – отд. ор­га­нел­лы (лю­ми­со­мы, фо­то­со­мы). Та­кие клет­ки об­ра­зу­ют фо­то­ген­ную ткань, а у мн. выс­ших бес­по­зво­ноч­ных и рыб – осо­бые ор­га­ны све­че­ния – фо­то­фо­ры, ино­гда очень слож­но уст­ро­ен­ные (внут­рен­няя по­лость, от­ра­жа­тель, лин­за). У не­ко­то­рых рыб и каль­ма­ров све­че­ние фо­то­фо­ров обу­слов­ле­но на­ли­чи­ем сим­био­тич. све­тя­щих­ся бак­те­рий, при­чём ка­ж­до­му ви­ду ор­га­низ­мов со­от­вет­ст­ву­ет оп­ре­де­лён­ный вид бак­те­рий.

Суб­стра­ты и тем бо­лее фер­мен­ты ре­ак­ций, со­про­во­ж­даю­щих­ся све­че­ни­ем, су­ще­ст­вен­но раз­ли­ча­ют­ся да­же у близ­ко­род­ст­вен­ных ви­дов (напр., сре­ди вес­ло­но­гих и ра­куш­ко­вых рач­ков). Опи­са­но бо­лее 30 ти­пов Б., ко­то­рые воз­ник­ли в хо­де эво­лю­ции не­за­ви­си­мо друг от дру­га. Но ино­гда оди­на­ко­вые лю­ци­фе­ри­ны об­на­ру­жи­ва­ют­ся у не­род­ст­вен­ных ор­га­низ­мов (напр., це­лен­те­ра­зин ра­дио­ля­рий, ки­шеч­но­по­ло­ст­ных, греб­не­ви­ков, ра­ко­об­раз­ных; вар­гу­лин ра­куш­ко­вых ра­ко­об­раз­ных и пи­таю­щих­ся ими рыб), что, ве­ро­ят­но, яв­ля­ет­ся след­ст­ви­ем оп­ре­де­лён­ных пи­ще­вых свя­зей или го­ри­зон­таль­но­го пе­ре­но­са ге­нов. У не­ко­то­рых планк­тон­ных рач­ков, мол­лю­сков и др. жи­вот­ных лю­ци­фе­рин и лю­ци­фе­ра­за вы­де­ля­ют­ся во внеш­нюю сре­ду, где сме­ши­ва­ют­ся и в при­сут­ст­вии ки­сло­ро­да све­тят­ся ли­бо в со­ста­ве сли­зи, по­кры­ваю­щей те­ло жи­вот­но­го, ли­бо в ви­де рас­плы­ваю­ще­го­ся в во­де све­то­во­го об­ла­ка. У ага­ри­ко­вых гри­бов све­че­ние со­про­во­ж­да­ет не­фер­мен­та­тив­ное окис­ле­ние лю­ци­фе­ри­на (про­из­вод­ное пе­наль­де­ги­да) су­пер­ок­сид ани­он-ра­ди­ка­лом. Но ча­ще Б. по­яв­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те внут­ри­кле­точ­ных фер­мен­та­тив­ных ре­ак­ций. У мно­го­ще­тин­ко­вых чер­вей из сем. Polynoidae све­че­ние вы­рос­тов на спин­ной сто­ро­не чле­ни­ков обу­слов­ле­но окис­ле­ни­ем су­пер­ок­си­дом лю­ци­фе­рин-лю­ци­фе­раз­но­го ком­плек­са – по­ли­нои­ди­на, при­чём вспыш­ки ге­не­ри­ру­ют­ся при нерв­ном воз­бу­ж­де­нии фо­то­ци­тов. У аме­ри­кан­ских до­ж­де­вых чер­вей Diplocardia longa яр­кое све­че­ние со­про­во­ж­да­ет ка­та­ли­зи­руе­мое лю­ци­фе­ра­зой (пе­рок­си­да­зой) окис­ле­ние N-изо­ва­ле­рил-3-ами­но­про­пе­на­ля пе­рок­си­дом во­до­ро­да. У не­ко­то­рых ди­ноф­ла­гел­лат лю­ци­фе­рин ис­ход­но со­еди­нён с осо­бым лю­ци­фе­рин-свя­зы­ваю­щим бел­ком; раз­дра­же­ние клет­ки вы­зы­ва­ет под­кис­ле­ние ци­то­плаз­мы, при ко­то­ром лю­ци­фе­рин от­де­ля­ет­ся от это­го бел­ка и окис­ля­ет­ся при уча­стии лю­ци­фе­ра­зы мо­ле­ку­ляр­ным ки­сло­ро­дом. У ра­дио­ля­рий, гид­ро­ид­ных по­ли­пов и греб­не­ви­ков Са2 -свя­зы­ваю­щий бе­лок (фо­то­про­те­ин) ка­та­ли­зи­ру­ет окис­ле­ние при­сое­ди­нён­но­го к не­му лю­ци­фе­ри­на (це­лен­те­ра­зи­на) ки­сло­ро­дом с об­ра­зо­ва­ни­ем гид­ро­пе­рок­си­да, по­сле­дую­щий рас­пад ко­то­ро­го (в мо­мент при­сое­ди­не­ния Са2 к это­му бел­ку) со­про­во­ж­да­ет­ся све­че­ни­ем. У фо­то­бак­те­рий ста­ти­че­ская Б. вы­зва­на фер­мен­та­тив­ным окис­ле­ни­ем фла­вин­нук­ле­о­ти­да – ко­фак­то­ра од­но­го из ды­ха­тель­ных фер­мен­тов; в ре­ак­ции уча­ст­ву­ет ми­ри­сти­но­вый аль­де­гид. У свет­ля­ков лю­ци­фе­ра­за ка­та­ли­зи­ру­ет ре­ак­цию окис­ле­ния про­из­вод­но­го бен­зо­тиа­зо­ла мо­ле­ку­ляр­ным ки­сло­ро­дом по­сле при­сое­ди­не­ния к этой мо­ле­ку­ле аде­но­зин­мо­но­фос­фа­та в ре­зуль­та­те ре­ак­ции с аде­но­зин­три­фос­фа­том. Су­ще­ст­ву­ет пред­по­ло­же­ние, что ис­ход­но раз­но­тип­ные лю­ци­фе­ри­ны вы­пол­ня­ли функ­цию ан­ти­ок­си­дан­тов и за­щи­ща­ли ор­га­низм от ак­тив­ных форм ки­сло­ро­да, об­ра­зую­щих­ся в ка­че­ст­ве по­боч­ных про­дук­тов аэроб­но­го ды­ха­ния или спе­ци­аль­но ге­не­ри­руе­мых для унич­то­же­ния фа­го­ци­та­ми мик­роб­ных кле­ток, в ка­че­ст­ве сиг­на­лов, управ­ляю­щих не­ко­то­ры­ми внут­ри­кле­точ­ны­ми про­цес­са­ми, и т. д.

Предлагаем ознакомиться  Сколько по времени варятся грибы маслята

Прак­ти­че­ское зна­че­ние. Из­ме­ре­ние ин­тен­сив­но­сти Б. ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в на­уч. ис­сле­до­ва­ни­ях и прак­ти­ке. Сни­же­ние Б. фо­то­бак­те­рий при дей­ст­вии не­бла­го­при­ят­ных фак­то­ров ок­ру­жаю­щей сре­ды по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать их в эко­ло­гич. мо­ни­то­рин­ге (напр., в ка­чест­ве по­ка­за­те­ля эко­ло­гич. «здо­ро­вья» мо­ря) и ток­си­ко­ло­гич. ана­ли­зе. При лабора­тор­ном кли­нич. ана­ли­зе из­ме­ре­ние ин­тен­сив­но­сти бак­те­ри­аль­ной Б. де­ла­ет воз­мож­ным оп­ре­де­ле­ние кон­цен­тра­ции аль­де­ги­дов, НАД·Н (вос­ста­нов­лен­ная фор­ма ни­ко­ти­на­мид­ди­нук­ле­о­ти­да), фла­ви­но­вых нук­лео­ти­дов, а так­же ак­тив­но­сти ря­да окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. фер­мен­тов. Пре­па­рат, со­дер­жа­щий смесь лю­ци­фе­ри­на и лю­ци­фе­ра­зы свет­ля­ка, – са­мый чув­ст­ви­тель­ный из су­ще­ст­вую­щих ин­ди­ка­то­ров для оп­ре­де­ле­ния кон­цен­тра­ции АТФ в био­ло­гич. сре­дах. Лю­ци­фе­ри­ны це­лен­те­ра­зин и вар­гу­лин ис­поль­зу­ют для об­на­руже­ния су­пер­ок­сид ани­он-ра­ди­ка­лов. $ce{Ca^{2 }}$-ак­ти­ви­руе­мые фо­то­про­теи­ны гид­ро­ме­ду­зы Aequorea victoria и гид­ро­идов Obelia longissima (со­от­вет­ст­вен­но эк­во­рин и обе­лин) ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве сверх­чув­ст­ви­тель­ных ин­ди­ка­то­ров $ce{Ca^{2 }}$ в жи­вых клет­ках. С их по­мо­щью, напр., уда­лось изу­чить роль $ce{Ca^{2 }}$ в управ­ле­нии внут­ри­кле­точ­ны­ми про­цес­са­ми: мы­шеч­ном со­кра­ще­нии, ней­ро­си­нап­тич. пе­ре­да­че, оп­ло­до­тво­ре­нии яй­це­клет­ки и др. Т. н. зе­лё­ный флуо­рес­ци­рую­щий бе­лок (GFP), пре­об­ра­зую­щий си­ний свет лю­ми­нес­цен­ции в зе­лё­ный у не­ко­то­рых ки­шеч­но­по­ло­ст­ных (в т. ч. гид­ро­ме­ду­зы A. victoria), при­ме­ня­ют в ге­не­тич. ин­же­не­рии. Со­еди­няя ген GFP с ге­на­ми др. бел­ков, мож­но сле­дить за син­те­зом по­след­них во флуо­рес­цент­ном мик­ро­ско­пе. Кро­ме то­го, бел­ком GFP ме­тят разл. клет­ки (в т. ч. бак­те­ри­аль­ные) для на­блю­де­ния за их раз­мно­же­ни­ем. В ка­че­ст­ве ге­не­тич. мет­ки ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся раз­но­цвет­ные ва­ри­ан­ты бел­ков GFP-ти­па, от­вет­ст­вен­ные за цвет­ную флуо­рес­цен­цию и ок­ра­ску не­био­лю­ми­нес­цент­ных мор­ских жи­вот­ных.

Морской черт

Один из ужасающих глубоководных существ,

, обычно наблюдается на глубине 2000 м в океане. Он также известен как горбатый черный дьявол или рыболов Джонсона. Чтобы привлечь свою добычу, они «включают» свою странную антенну, известную как приманка, расположенную на макушке головы. Приманку также можно перемещать только для привлечения добычи, а также ее можно раздуть с помощью большой пасти.

Молния в приманке происходит от небольших бактерий, называемых фитопланктоном. Удильщиков можно увидеть в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Самки удильщиков намного крупнее самцов. Она может расти до 1,2 метра в длину, в то время как самцы могут вырасти только до 4 см. Рыба-удильщик часто живет группами, однако взрослые живут уединенно.

Биологическая роль

Боль­шин­ст­во спо­соб­ных к Б. ор­га­низ­мов ге­не­ри­ру­ют све­то­вые вспыш­ки дли­тель­но­стью 0,1–1 с в от­вет на внеш­ние, пре­им. ме­ха­ниче­ские, сти­му­лы. Ча­ще все­го та­кие вспыш­ки от­пу­ги­ва­ют, дез­ори­ен­ти­ру­ют или ос­ле­п­ля­ют по­тен­ци­аль­ных вра­гов. У не­ко­то­рых ор­га­низ­мов (ко­ло­ни­аль­ные обо­лоч­ни­ки ро­да Pyrosoma, эув­фа­зие­вые ра­ки ро­да Meganyctiphanes и др.) вспыш­ки Б. яв­ля­ют­ся сиг­на­лом кол­лек­тив­ной опас­но­сти для осо­бей сво­его ви­да, у свет­ля­ков – для при­вле­че­ния осо­бей др. по­ла. Дли­тель­ность вспы­шек и ин­тер­ва­лы ме­ж­ду ни­ми у са­мок не­ко­торых свет­ля­ков ви­дос­пе­ци­фич­ны, что по­зво­ля­ет им в мес­тах, где оби­та­ет мно­го др. ви­дов свет­ля­ков, на­хо­дить сам­цов сво­его ви­да. У мно­го­кле­точ­ных живот­ных све­то­вые вспыш­ки кон­тро­ли­руют­ся нерв­ной сис­те­мой и обыч­но ско­ор­дини­ро­ва­ны с дви­га­тель­ны­ми за­щит­ны­ми ре­ак­ция­ми. Срав­ни­тель­но не­мно­гие ор­га­низ­мы – бак­те­рии, гри­бы, отд. ви­ды оли­го­хет, мно­го­но­жек, на­се­ко­мых и др. – све­тят­ся не­пре­рыв­но (ста­ти­че­ская Б.). Та­кое све­че­ние ис­поль­зу­ет­ся гл. обр. для при­вле­че­ния др. ор­га­низ­мов. Так, па­ра­зи­тич. фо­то­бак­те­рии све­том сво­их ко­ло­ний (в хо­зяи­не, его тру­пе, по­мё­те) при­вле­ка­ют но­вых хо­зя­ев – рыб или ра­ко­об­раз­ных. Не­ко­то­рые ага­ри­ко­вые гри­бы (напр., Panelus stipticus) зав­ле­ка­ют све­том сво­их пло­до­вых тел на­се­ко­мых – рас­про­стра­ни­те­лей их спор. Хищ­ные ры­бы удиль­щи­ки при­ма­ни­ва­ют свою жерт­ву к све­тя­ще­му­ся кон­чику «уди­ли­ща» – вы­сту­паю­ще­го над ниж­ней че­лю­стью от­ро­ст­ка. Ли­чин­ки но­во­зе­ланд­ских ко­ма­ров за­ма­ни­ва­ют дру­гих, бо­лее мел­ких на­се­ко­мых в под­све­чен­ную те­лом лов­чую сеть, а по­ли­хе­ты Odontosyllis при­вле­ка­ют све­том осо­бей др. по­ла. Глу­бо­ко­вод­ные ры­бы Mala­cos­teus niger ос­ве­ща­ют ближ­нее про­стран­ст­во крас­ным све­том, ко­то­рый не ви­дят др. глу­бо­ко­вод­ные жи­вот­ные; ры­бы Leognathus под­све­чи­ва­ют брюш­ко для мас­ки­ров­ки на свет­лом фо­не вод­ной по­верх­но­сти и т. д.

Предлагаем ознакомиться  Граненый стакан гречки

Crystal Jelly (Хрустальная медуза)

Crystal Jelly имеет небольшое тело в форме зонтика. Это одно из самых красивых биолюминесцентных животных, которые светятся сине-зеленоватым цветом. Медуза любит поесть копеподов, гребневиков, медуз и других морских обитателей. У нее есть биолюминесцентные щупальца, которые светятся. Хрустальная медуза очень хорошо контролирует движение своего тела и использует свою энергию для управления своими движениями, если есть риск нападения хищника или если есть недостаток пищи.

Они используют свои липкие щупальца, чтобы впрыскивать яд в жертву и могут есть животных в два раза больше их. Crystal Jelly — почти полностью прозрачное животное. Оно растет зеленовато-голубым и вырастает до 25см в диаметре. Они умеют расширять свой рот, чтобы съесть добычу до половины своего размера. Ученые и исследователи были награждены Нобелевской премией в 2008 году за открытие и развитие белка, найденного в кристаллических желе.

Коронная Медуза

Она также известна как медуза Атолла. Ее можно увидеть почти во всех океанах мира. Медуза Atolla темно-красного цвета, имеет 20 маргинальных щупалец на теле и одно большое гипертрофированное щупальце по сравнению с маргинальными, используемыми для захвата добычи. Atolla медуза при нападении запускает серию вспышек, которые привлекают хищников.

Улитка Clusterwink

Это небольшая улитка родом из океанов Австралии. Всякий раз, когда ее беспокоят, она производит свет в виде мигания или вспышки. Это поможет улитке отвлечь хищников. Улитка включает и выключает свет всякий раз, когда чувствует себя запуганной хищниками. Это происходит благодаря химическому веществу, которое выделяет улитка и особым бактериям. Биолюминесценция является распространенным явлением у мелких глубоководных видов. Этот

производит свет, когда по нему стучат или около животных, которые могут его съесть, даже когда он прячется в своей раковине.

Предлагаем ознакомиться  Астрофитум (кактус звезда) - уход в домашних условиях

Лунная Медуза

Лунные Медузы один из красивых видов медуз, которая обычно встречается в теплых и тропических водах у морского побережья. Однако они обитают во всех океанах мира. Их еще называют «фиолетовая лунная Медуза». Лунная Медуза состоит на 95% из воды. Она также одно из bioluminescent животных, которые производят свет с помощью некоторой химической реакцией внутри их тела.

Эти химикаты известны как люциферин и люцифераза. Когда люциферин срабатывает, он окисляется люциферазой и, следовательно, заставляет медуз светиться в темных местах. Лунные медузы любят есть планктон, рыбные яйца и маленькие креветки. Он был открыт Карлом Линнеем в 1785 году. В дикой природе средняя продолжительность жизни составляет около полугода.

Черная рыба-Дракон (Dragonfish)

Черная рыба-дракон обычно встречается в глубоководных океанических водах и живет в абсолютной темноте. Dragonfish использует свечение, чтобы привлечь свою добычу, и когда она приближается к их клыкастым зубам, она нападает, мгновенно убивая добычу. Фотофоры, расположенные в задней части глаза, будут действовать как фара для ловли своей добычи. Это одно из

.

Черная рыба-Дракон в основном встречается в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Она способна проглотить все, что помещается в ее большой рот. Есть только несколько рыб-драконов, которые приближаются к поверхности воды для охоты. Длина дракона рыбы от 2 до 50 см, со средним размером 15 см.

Мотиксиа (Motyxia)

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Motyxia-единственная известная биолюминесцентная многоножка, которая в основном встречается в небольших районах горного хребта Невада в Калифорнии. Motyxia является одним из животных, которые производят яд цианид. Из всех видов Motyxia, motyxia sequoiae светится ярче всего. Motyxia испускает сине-зеленый свет и может достигнуть до 3 до 4 см. Свечение Motyxia является предупреждающим сигналом для всех ночных хищников.

Оцените статью
Сад
Добавить комментарий

Adblock detector