Як довго триває біолюмінесценція

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

ЧОМУ ВОНИ СВІТЛЯТЬСЯ?

Кандидат фізико-математичних наук О. ЛОЗОВСЬКА.

Світіння живих організмів - біолюмінесценцію - називають "холодним" світлом, на відміну від звичного випромінювання нагрітих тіл (наприклад, Сонця чи спіралі електричної лампочки). Виникає "холодне свічення" за рахунок енергії хімічних реакцій.

Нічосвітка - одноклітинна джгутикова водорість із загону динофлагелят. Досягає 2 мм у діаметрі. Випромінює світло у відповідь на механічне подразнення.

Глибоководний кальмар з роду Histioteuthis має на поверхні тіла дрібні органи-фотофори, що світяться.

Самка американського світляка Phrixcthrix здатна випромінювати світло як зеленого, так і червоного кольору, причому робить це по черзі або одночасно.

В організмі тварин, що світяться, а також деяких бактерій, водоростей і грибів міститься люциферин - речовина, яка в ході хімічних перетворень випромінює світло. Але щоб ці перетворення відбулися, необхідні кисень та фермент люциферазу.

Основні реакції протікають у такій послідовності: люцифераза каталізує окиснення люциферину, у результаті виходить молекула оксилюциферину в електронно-збудженому стані. Енергія електронного збудження вивільняється як кванта світла - фотона. Спалах світла може тривати від 0,1 до 10 с. Ефективність біолюмінесценції напрочуд висока: у світ може перетворюватися до 100% енергії хімічної реакції.

Існує кілька різновидів люциферину; у різних організмів його структура може відрізнятись досить сильно. Наприклад, бактеріальний люциферин має подібність до молекули рибофлавіну, а люциферин водоростей динофлагелят схожий за будовою на хлорофіл. У процесах біолюмінесценції світляків беруть участь не лише кисень та люцифераза, а й ще АТФ (аденозинтри фосфат). У медуз роду Aequorea люциферин входить до складу фотобілка екворину, а свічення "запускають" іони кальцію.

Щоб підтримувати свічення, живі організми потребують поповнення запасів люциферину. Одні синтезують його самі або за допомогою бактерій, інші одержують із їжею.

У морських організмів свічення найчастіше блакитне, у світляків - зелено-жовте, а деякі комахи здатні випромінювати червоне світло. Довжина хвилі випромінювання залежить від структури люциферину, але, крім того, на неї впливають амінокислотна послідовність та просторова конфігурація активного центру люциферази.

На основі біолюмінесценції розроблено декілька високочутливих методів дослідження. Наприклад, за допомогою люциферин-люциферазної системи світляка визначають дуже низькі концентрації АТФ, а оскільки АТФ супроводжує будь-яку життєдіяльність, то таким способом можна легко виявити бактеріальне зараження будь-якого середовища. В іншому методі, використовуючи екворин білок, вимірюють низькі концентрації іонів кальцію.

Як довго триває біолюмінесценція

Це пост читача Пліткаря, почати писати на сайті можеш і ти

Біолюмінесценція - це здатність живих організмів світитися за рахунок власних білків або за допомогою симбіотичних бактерій. Біолюмінесценція ґрунтується на хімічних процесах, при яких енергія, що звільняється, виділяється у формі світла.На сьогоднішній день відомо близько 800 видів організмів, що світяться.

Світіння планктону біля берегів Англсі, Уельс.

Біолюмінесценція виконує ряд біологічних функцій: залучення видобутку чи партнерів, комунікація, попередження чи загроза, відлякування чи відволікання, маскування і натомість природних джерел світла.

Морські ангели, що мешкають у глибоких полярних водах, хижі молюски завдовжки 2-4 см. Мета, з якою вони використовують біолюмінесценцію, недостатньо вивчена.

Личинки комарів роду Arachnocampa, що мешкають в печерах Нової Зеландії та Австралії, використовують люмінесценцію для полювання.

Печери Ваїпу, Нова Зеландія.

Шлюбний сезон світлячків в Національний парк Емас, Бразилія.

Медуза Aequorea Victoria.

Саме з клітин Aequorea victoria в 1962 р. були вперше виділені білки, що беруть участь у біолюмінесценції, екворин і зелений флуоресцентний білок, за відкриття яких група вчених під керівництвом д-ра Осама Симомура була удостоєна Нобелівської премії з хімії 2008 року.

Зазвичай планктонні організми випромінюють світло під впливом зовнішніх подразників – рух води у морських течіях чи зоні прибою, обурення від ходу кораблів тощо.

Сан-Дієго, Каліфорнія.

Острів Вааду, Мальдіви.

Поширено також "розлите", рівномірне, "молочне" свічення, обумовлене життєдіяльністю бактерій, здатних до люмінесценції, таке свічення не залежить від зовнішніх подразників.

Про явище біолюмінесценції знято чарівний документальний фільм "Живе світло з Девідом Аттенборо" (Attenborough's Life That Glows). Рекомендую до перегляду!

Оновлено 11/08/20 21:36:

UPD: печери в Новій Зеландії називаються Вайтомо (Waitomo), а Вайіпу (Waipu) - назва міста, поряд з яким розташовані печери.