Биолюминесценция в природе

Задумывались ли Вы вопросом почему некоторые животные светятся ночью? Почему светятся моллюски, рыбы, грибы, млекопитающие и различные живые организмы? Это явление присуще многим представителям природного мира, тем которые живут в реках, морях и океанах и жителям леса.

Сегодня мы с вами поговорим о мире природы, о некоторых видах бактерий, простейших, рыб, моллюсков, грибов и других существ, а также о млекопитающих. Стройные и сильные своими конечностями, умные взглядом, обладатели густой и пушистой шерсти и красивейших расцветок на своих спинах, такую природную группу животных ученые называют — млекопитающие. Животные этой группы имеют, как и умственную, так и физическую способность и силу, а также они уникальны своим блестящим мерцанием в темноте. В глубокую темноту ночи, посреди густого елового леса мы можем увидеть в глубокой темноте тень волка, тень лисы, медведя и даже оленя. Но на самом деле отблеск на фоне неба и леса, который мы наблюдаем у млекопитающих, а также и отблеск глаз, это непросто тень, ученые трактуют это явление и называют его — биолюминесценция. В Черном и Азовском морях, летом посреди ночи, мы можем наблюдать волшебный блеск воды, которое обусловлено биолюминесценцией одноклеточного животного ночпосветки. Это явление вызывает свечение таких водоемов, как озера, моря и океаны, если поверхностный слой наполнен такими микроорганизмами, как Noctiluca miliaris. На самом деле, это уникальное явление, о котором мы поговорим ниже.

Это природное мерцание завораживает своей красотой, непревзойденным блеском и ярким светом. Явление биолюминесценции было открыто учеными еще в XVIII веке, но полностью удалось раскрыть этот загадочный механизм блеска и мерцания только в XX веке. Мерцание генерируется в катализированных энзимами реакциях, в частности при окислении люциферина люциферазой, то есть явление свечения живых организмов называют — биолюминесценция. В мире природы в подавляющем большинстве случаев таких реакциях участвует аденозинтрифосфат. Биолюминесценция возникает в результате процессов биологического ферментативного окисления, которое происходит с участием фермента люциферазы. При приливе кислорода оно обычно усиливается, часто обусловливается наличием фотобактерий. Большинство биолюминесцентных организмов излучают синий или зеленый свет.

История и исследования биолюминесценции

Свечение живых организмов в темноте и ночное мерцание моря отметили в мировой истории еще античные авторы. Плиний Старший в своей авторской работе «Естественная история» упоминает свечение морских организмов. Перелистывая страницы книг мировой биологии мы можем заметить, что и многие ученые описывали свечение моря. Однако изучение явления биолюминесценции началось в 1668 году, когда представитель пневмохимии — Роберт Бойль, используя построенный им вакуум — насос, продемонстрировал, что во многих случаях свечение исчезает, если удалить кислород. В январе 2021 года ученые обнаружили явление биолюминесценции у берегов Новой Зеландии. Они наблюдали это у фонарной чернобрюхой акулы, фонарной южной акулы и у черной акулы. Эти жители океана обитают на глубине от 200 до 1000 метров куда практически не проникает солнечный свет. Эти акулы считаются самыми большими светящимися акулами. Длина некоторых достигает 2 метров.

Почему животные светятся?

Животные светятся по разным причинам, это может быть и выживание и коммуникация, а также так может проявляться и защита. Глубоководные кальмары используют этот свет для сохранения и защиты своей жизни и границ. Некоторые рыбы так маскируются от хищников, например рыба-фонарь. Глубоководная рыба — удильщик использует свою «мерцающую удочку» для привлечения жертвы, а вот светлячки используют свет для привлечения своего партнера, где уникальные вспышки действуют, как приманка, подобно языку животных и нежному мурлыканью. Жители океанов, а в частности такие медузы — Aequorea victoria, используют свет для сигналов в группе, у наземных видов, например грибы Panellus stripticus свечение может привлекать вредителей и отпугивать насекомых, а еще это явление экономит энергию животных, ведь не требует много ресурсов. Некоторые организмы используют биолюминесценцию для маскировки, ведь они создают свет, который совпадает с интенсивностью света, поступающего сверху, делая их менее заметными. Светлячки, глубоководные рыбы и беспозвоночные, а также бактерии используют это явление, однако нужно помнить, что глаза кошек светятся благодаря особой структуре, которая отражает свет, но это не является биолюминесценцией.

Глаза собак и кошек в темноте

Глаза кошек имеют сложное и интересное строение и это помогает им видеть в темноте гораздо лучше человека. Они отличаются большой роговицей и зрачком, который имеет способность расширяться. Сетчатка глаза у кошек и также у собак имеет большое количество палочковых клеток, которые отвечают за чувствительность света и именно благодаря этому кошки и собаки имеют высокий уровень ночного зрения. За сетчаткой у них расположен уникальный слой, который называется — тапетум люцидум и он работает, как зеркало отражая свет обратно к зрительным клеткам. Свет проходит через сетчатку, увеличивая количество света, попадающего на светочувствительные клетки и улучшает зрение в условиях слабого освещения. Именно тапетум люцидум является причиной того, что глаза кошек и собак светятся ночью и людям кажется, что эти животные светятся в темноте. Эта способность помогает этим «маленьким хищникам» охотиться в условиях темноты. Когда свет от фонаря попадает в глаза кошек и собак, он отражается от тапетума и мы видим свет, который исходит из глаз.

Благодаря чувствительным к слабому освещению палочковидным клеткам, собаки хорошо различают людей, любые предметы и движение в темноте. Это миф о том, что мир в их глазах черно — белый, ученые доказывают, что это неправда, мир им предстает в оттенках синего и желтого. Кроме того, ученые предполагают, что возможно собаки могут видеть ультрафиолетовый свет. Днем острота зрения млекопитающих в 3-4 раза ниже чем у человека, а ночью в 3 — 4 раза выше чем у человека.

Заключение

Итак, все природные живые организмы и животные, светятся именно благодаря таким явлениям, как биолюминесценция природных организмов и специальная структура в глазах млекопитающих — тапетум, которая отражает свет, помогает лучше видеть животным в темноте и сверкать, усиливая свет, попадающий в глаз. Свечение является результатом отраженного света, а не собственного свечения глаз.