Marinarii și locuitorii regiunilor de coastă ale mărilor calde sunt conștienți de fenomenul strălucirii mării de noapte. De obicei, este slab, abia perceptibil, astfel încât scânteile albastre care strălucesc în valuri par a fi un truc al vederii.
Dar, uneori, în apele mărilor există o adevărată performanță de foc, iar marea de la orizont la orizont este aprinsă de o flacără fantomă de verde-albastru care vine din adâncimi - apoi se estompează, apoi se arde cu energia reînnoită. Cotele valurilor strălucesc cu o strălucire fosforescente asemănătoare unui foc albastru. Și vederea este fascinant de diversă, misterioasă și imprevizibilă.
Strălucirea mării timp de secole a rămas una dintre cele mai mari mistere ale oceanului. Oamenii de știință au încercat să explice fenomenul de luminiscență și fosfor conținut în apă și a descărcărilor electrice care apar în timpul frecării de molecule de apă și sare și prin aceea că oceanul de noapte trimite energia solară absorbită în timpul zilei. Răspunsul la puzzle a fost găsit în 1753, când naturalist Becker ar putea vedea sub lupă, mici, dimensiunea de aproximativ 2 mm în diametru, organisme unicelulare, scurrying în apa de mare scade cu batai flagel si satisface flash-uri de lumină la orice iritație chimică sau mecanică. flagelate Glow unicelulare au fost numite noctiluca miliaris, dar pentru o lungă perioadă de timp, puțini oameni de știință au crezut că activitățile acestor creaturi mizerabile poate provoca într-adevăr, un fenomen de o astfel de scară grandioasă. Acum este, fără îndoială, faptul că strălucirea mării cauzată de factori biologici, principalele dintre care este reproducerea în masă a unor specii de flagelate unicelulare, care constituie o parte substanțială a planctonul oceanelor.
Deschiderea nochesvetok nu este o descoperire a fenomenului de bioluminiscență (luminescenta vii) ca atare, ci pur și simplu a extins gama de ființe umane cunoscute, care au capacitatea de misterios pentru a ilumina lumina fantomatică rece. Cu toate acestea, prima cercetare serioasă care stă la baza acestui fenomen, știința datorează curiozitate și nebrezglivosti fizicianul englez Robert Boyle. Legenda spune că într-o zi sluga, servi cina, la invitat să se uite la o bucată de carne stricată, împreună cu care emit respectiv o lumină moale, dar distincte miros. Uitând de masa viitoare, Boyle a început să studieze acest fenomen ciudat. Plasarea unei serii de experimente pe o alimente stricate glowing și putred, Boyle a constatat că emisia de obiecte de date într-un mediu fără aer este terminată și, prin urmare, are un caracter destul de material, în comun cu procesul chimic de oxidare, deși nu este însoțită de căldură. Dar secole doar doi ani și jumătate mai târziu, în 1884, omul de știință francez Raphael Dubois a reușit să separe lichidul conținut în licurici luminoase, în două fracțiuni: o substanță grasă ca și proteina. fracțiune Fatlike a fost oxidat de oxigenul atmosferic, dar numai într-un amestec cu proteina, această reacție este însoțită de separarea luminii vizibile rece. Dubois pe bună dreptate numit grăsime-ca luciferin substanta si proteine catalizator - luciferază. Cu toate că aceste nume lovituri drăcovenie, ele cu toate acestea, sunt derivate din cuvântul latin Lux - «lumină» și Ferré - «poartă». Luciferazei nu numai zeci de ori mai rapid rata de oxidare a luciferină, dar, de asemenea, directioneaza cursul reacției, astfel încât nu se eliberează energie sub formă de căldură, și sub formă de radiații de lumină. După cum sa dovedit, componentele complexului luciferină-lyutsiferazovogo sunt structura chimica extrem de complexa - sale la fiecare specie de organisme luminoase - dar pe ansamblu acest sistem bioluminiscență este larg distribuit în natură, deși nu singurul posibil. Astfel, strălucire meduza profundă se produce numai din cauza unei singure componente - ekvarina proteina care interactioneaza cu ionii de calciu și nu necesită prezența oxigenului aer.
Numai denumirea de "bioluminescență" înseamnă literalmente "o strălucire slabă vie". Cu toate acestea, omenirea este încă doar invidie eficiența acestui proces, deoarece eficiența luminiscență de viață fantastic de mare: ea ajunge la 80-90%, în timp ce cel mai economic lampă „lumina zilei“ este convertit în lumină doar 10-15% din energia, iar restul merge în căldură inutilă. După cum sa dovedit, nu există plante luminoase în natură, dar există bacterii strălucitoare și ciuperci. Este vorba de bacterii care provoacă strălucirea peștelui și a produselor din carne, precum și strălucirea rănilor rănite, după cum a subliniat Paracelsus. Datorită filamentelor din miceliu, strălucirea în întuneric nu este vizibilă în lumina zilei.
In bioluminiscență regnul animal are loc într-o largă varietate de grupe de organisme neînrudite. Și în cazul în care capacitatea de a emite lumină în rândul animalelor terestre este o excepție de la regula, sa răspândit foarte larg în rândul animalelor marine. Recordul absolut pentru numărul de specii luminoase de nevertebrate sunt printre ki shechnopolostnye (corali moi, țarcuri marine, meduze mare adâncime) și cefalopode (calmari și sepie), iar printre chordates - tunicatele (salpa și foc pui) și pești.
De ce avem nevoie de luminiscență pentru ființele vii? În majoritatea cazurilor, răspunsul la această întrebare este destul de evident. În adâncurile Oceanului Mondial, unde razele soarelui nu pătrund și întunericul veșnic domnește, nu există plante fotosintetice și, prin urmare, puțină hrană. Abilitatea de luminescență este aici cât mai mult posibil, pentru că o lumină care strălucește în abisul mării, atrage și dezorientează creaturi vii mici, la fel ca lumina unui fluturaș de noapte. Prin urmare, meduze lentă, cochilii, crustacee mici și corali moi complet moi, pene de mare. Și prădătorii activi încearcă să se depășească reciproc în originalitatea designului de momeli luminoase.
La pești, reprezentanții familiei pescarilor de adâncime, modificat prima rază de înotătoarea dorsală este deplasată spre capătul frontal al corpului, devenind un „rod“ (Ilica), care se încheie cu o punga leathery (eskoy), umplut cu mucus luminos. Unii rozătoare sunt scurți, alții - ca un flagel flexibil, de multe ori depășind lungimea corpului. Noi pescarul laziognata Ilica seamănă cu o tijă de pescuit telescopic, și pește poate schimba lungimea sa, podmanivaya sacrificiu mai aproape de punctate danturii curbe fălcile uriașe, în timp ce nada este situat chiar în gura de vărsare galateataumy pescar stralucitoare. Pescari poate manipula abil Eski intensitate luminiscență, îngustare sau extinderea vaselor de sânge care alimentează organismul cu oxigen. În pește securi organe luminoase fotofori sunt împrăștiate pe tot corpul, dar cele două cele mai mari cele, potcoavă, situat sub ochi, de o jumătate de metru înainte, care permite nu numai pentru a atrage prada, dar, de asemenea, să-l urmărească în mod eficient. Dacă este necesar, peștii sunt capabili de a stinge lumina acestor lumini puternice, trăgând pe ele o supapă specială.
Dar, probabil, cele mai perfecte organe luminoase au ajuns la calmarul de adâncime, transformându-se în dispozitive de iluminat cu o construcție foarte complexă. Celulele fotofori Glowing umple bokaloobraznoe adâncitură căptușite cu material reflectorizant de argint și acoperit cu un obiectiv clar de top, concentrându-se razele de lumină. Sticla înconjurat de un strat umplut cu negru celule pigmentare-cromatofori care protejează țesuturile interioare ale animalului de stimulare lumină și joacă rolul diafragmei, dacă stinge necesar sau dezactiva iluminarea, cromatofori extinde instantaneu și închide filmul opac lentile. In fotoforii takseum batotaum adânci și calmari sunt asigurate stând pe bunul mobil tulpini de ochi, în timp ce kallitevtisa calmari completat lor dispozitiv specific „în oglindă“, situat la un unghi față de fasciculul de lumină de ieșire. Prin rotirea "oglinzii", animalul poate schimba direcția fasciculului luminos. În plus, organele luminoase de calmar sunt adesea prevăzute cu filtre foto din celule care conțin pigmenți galbeni și roșii. Fotofori, spumante cu toate culorile curcubeului, dot corpul de cefalopode, cum ar fi bijuterii rafinate din pietre prețioase, de cotitură aceste creaturi ciudate într-una dintre cele mai minunate creații ale naturii.
Bioluminiscența este, de asemenea, un remediu eficient. Un bliț strălucitor de lumină neașteptat poate să-i sperie pe inamic sau să-i distragă atenția. La micul Pacific bicorn sepie chochin-ika flacon special cu lichidul luminos servește pentru a atrage prada, dar sub atac, sepie goleste conținutul său în apă și fuge, lăsând la mila delicvescente inamice încet în apă fantomă luminos. La o stațiune asemănătoare în caz de pericol și pe heterotitudinea mediteraneană. Și niște viermi Polichete lăsate în dinții unui prădător strălucitor de capăt din spate, care pot crește în cele din urmă înapoi.
Nu mai puțin important este rolul bioluminescenței în menținerea relațiilor dintre reprezentanții unei singure specii. Mai multe specii de pești mici, care fac parte din familia de lanternfishes formează turme uriașe mixte, dar recunosc inconfundabil în ele reprezentanții de acest gen din cauza diferenței în locația și ritmul de strălucirea punctelor de foc dotting suprafața corpurilor lor. În acest caz, lumina înlocuiește perfect culoarea strălucitoare a capacelor, care nu se distinge în întuneric.
Este demn de remarcat faptul că nu toate animalele care au găsit bioluminescență o astfel de aplicație diversă au capacitatea de a produce în mod independent substanțe cu emisie de lumină. De exemplu, stralucirea, cochilii, precum și multe specii de pești se produc datorită bacteriilor-simbiotice luminiscente conținute în țesuturile specializate ale organelor strălucitoare, unde se găsesc condiții deosebit de favorabile pentru existență. Fiecare nouă generație de astfel de animale moștenește de la persoanele materne și o parte din bacteriile luminoase.
Se pune întrebarea legitimă: de ce în foarte rațional organizat lumea naturii, în cazul în care aproape fiecare caracteristică trece prin controlul strict al selecției naturale, au nevoie de capacitatea de a emite lumină de bacterii sau, de exemplu, firele de miceliu? Această aparentă inconsistență a condus oamenii de știință să creadă că bioluminiscență a apărut inițial în natură ca un efect secundar al unor procese biochimice sau fiziologice într-adevăr vitale care apar în celule și țesuturi. Conform uneia dintre ipoteze, bioluminiscență, adică eliberarea de energie sub forma unui foton de lumină, este cel mai simplu mod de a proteja structurile celulare din exces energia generată în timpul oxidării lipidelor. In celulele organismelor moderne, acest proces are loc în mai multe etape, energia este eliberată treptat și stocate pentru utilizare ulterioară ca legături fosfat de energie. Este posibil ca la începutul evoluției celulelor primitive aranjate de către primii locuitori ai un astfel de mecanism de protecție a planetei este absent, iar strălucirea a servit ca un fel de supapă de siguranță care a supraviețuit până în zilele noastre sub forma de atavic, dar nu întotdeauna caracteristică inutil.
Conform unei alte bioluminiscență ipoteze originale provenit de la organisme care populează Pământul în acele epoci geologice, când oxigenul atmosferei a fost absentă (acest gaz a apărut doar cu apariția de plante verzi în cantități mari). Pentru bacteriile anaerobe, care au supraviețuit până în prezent, oxigenul nu este numai inutil, dar, de asemenea, extrem de toxice. Poate că pe parcursul evoluției organismelor anaerobe dobândite capacitatea de a lega oxigenul intră în celulă și eliberează imediat inutile pentru energia metabolică a oxidării prin eliberarea de fotoni de lumină.
Live strălucire, în ciuda istoriei de 250 de ani de studiu, încă păstrează o mulțime de mistere. Dar chiar dacă ne imaginăm că toate acestea vor fi dezlegat, valuri luminoase ale mării, dans foc licuricii miriadele sub bolta de pădure pe timp de noapte, calmari și pești, careening în adâncimi, cum ar fi meteoriti de foc vor rămâne în continuare unul dintre cele mai misterioase fenomene și frumoase ale naturii, pe pământ.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: