10 поразительных светящихся существ | Журнал Популярная Механика
Биолюминесценция — так называется способность живых организмов светиться — одно из самых зрелищных явлений живой природы. Правда, подобным свойством животные наделены не с целью покрасоваться, а для выполнения разных биологических функций, например, маскировки, отпугивания или коммуникации. В нашей подборке — 10 живых существ, светящихся, мигающих и переливающихся дивным цветом.
Светляки. Семейство жуков, способных светиться, насчитывает более 2000 видов, большинство из которых можно встретить в тропической и субтропической зонах. Природа наградила их специальным органами — лантернами, которые расположены в нижней брюшной части. Различные представители жуков-светляков излучают свет разного цвета: желтого, зеленого или красного. Отличаются они не только цветом, но и типом светового сигнала — одни жуки могут светиться непрерывно, другие словно мигают, третьи «включают» и «выключают» мерцание по необходимости, регулируя яркость в зависимости от внешних факторов. Зачем они это делают? Как правило, для коммуникации в рамках полового поведения. С помощью световых сигналов светляки могут продемонстрировать призыв, согласие или отказ.
Живые лампочки — Телеканал «Наука»
Способность живых существ излучать свет называется биолюминесценцией. В ее основе лежит химическая реакция, вызванная присутствием определенных веществ и сопровождающаяся выделением энергии. Ученые занялись изучением биолюминесценции лишь в конце XIX века, и до сих пор в этой области остается много вопросов и загадок. Мы расскажем о самых удивительных светящихся существах, которые населяют нашу планету.
Около 800 видов существ на планете светятся в темноте, словно лампочки. Это и всем известные светлячки, и некоторые земляные черви, и подводные обитатели — глубоководные рыбы, медузы, кальмары. Некоторые организмы светятся постоянно, а некоторые способны лишь на короткие вспышки. Одни сияют всем телом, у других есть для этого специальные «фонарики» и «маячки».
Свет используется организмами в самых различных целях: для привлечения добычи и партнеров, для маскировки, отпугивания и дезориентации врагов или просто для общения с соплеменниками.
Светляки
Представители семейства светляков (а их около 2000 видов) устраивают эффектные иллюминации по ночам, используя свой световой прибор на брюшке для спаривания и коммуникации друг с другом. Светиться способны не только взрослые особи, но и яйца и личинки. Свет представителей разных видов отличается оттенками и характером: от красно-желтого до зеленого, от непрерывного до пульсирующего. Многие виды этих жуков могут регулировать свет в своих «лампочках»: светить ярко или тускло, собравшись вместе, вспыхивать и гаснуть одновременно. Особенно коварны самки американского светлячка Photuris versicolor: сначала они излучают световые сигналы для привлечения самцов своего вида, а спарившись с ними, меняют позывные для заманивания самцов другого вида — уже в гастрономических целях.
На примере светлячков можно понять, как происходит процесс биолюминесценции в целом: в брюшке жука есть фотогенные клетки, содержащие небольшие молекулы — люцефирины. Под влиянием особого фермента — люциферазы происходит их окисление с выделением энергии (для реакции необходимо присутствие кислорода, аденозинтрифосфата и ионов магния). При этом энергия не идет на нагревание, как, например, у лампочки накаливания, а практически целиком переходит в холодный свет. КПД «лампочки» светлячка достигает 98%, притом что обычная лампа накаливания способна превратить в свет только 5% энергии. Свет от 38 жуков может конкурировать с пламенем средней восковой свечи.
Во многих странах люди использовали светлячков как источники света до изобретения Эдисона. Аборигены Центральной и Южной Америки украшали себя и жилища светлячками в дни ритуальных праздников. Индейцы Амазонки привязывали огненных жуков к ногам, надеясь их светом отпугнуть ядовитых змей в джунглях. Португальцы, колонизировавшие Бразилию, клали жуков в лампады возле икон вместо масла. Японские гейши набивали светлячками плетеные сосуды — получались эффектные ночники. Ловля светлячков и любование ими — давнее развлечение японцев.
Где увидеть: например, можно в июне приехать на японскую ферму Yuyake Koyake (в получасе езды от Токио), где обитает около 2500 сверчков.
Медузы
Медуза Aequorea victoria стала знаменитостью благодаря японскому ученому Осаму Симомуре: он заинтересовался ее свечением еще в 50-е годы, в течение десятилетий ведрами ловил подобных медуз и исследовал около 9000 экземпляров. В результате из медузы в лаборатории был выделен зеленый белок (GFP), который флуоресцирует зеленоватым светом при освещении его синим светом. Это казалось сизифовым трудом, пока не появилась генная инженерия и не нашлось применение GFP: теперь этот ген можно вживлять в живые организмы и воочию видеть, что происходит в клетках. За это открытие Симомура в 2008 году получил Нобелевскую премию по химии.
Где увидеть: у западного побережья Северной Америки.
Светящиеся черви
В сибирской земле живут люминесцирующие черви. Они имеют светящиеся точки по всему телу, реагируют голубовато-зеленым светом на различные раздражители (механические, химические, электрические), способны светиться до десяти минут, постепенно затухая. Удивительных червей, получивших название Fridericia heliota, обнаружили и изучили ученые из Красноярска. Получив мегагрант на создание лаборатории биолюминесцентных биотехнологий в Сибирском федеральном университете, они пригласили того самого Осаму Симомуру и смогли расшифровать структуру светящегося белка червей и даже синтезировать его в лаборатории. В этом году они опубликовали результаты своих многолетних исследований. Червей ученые собирали сами, перелопатив тонны сибирской почвы.
Где увидеть: в сибирской тайге ночью.
Личинки комаров
Грибные комары Arachnocampa проводят от полугода до года жизни в состоянии личинки, а в обличье комара живут всего один-два дня. Будучи личинками, они плетут из шелка ловчие сети, подобно паукам, и подсвечивают их собственным сине-зеленым светом. В результате их колонии на стенах и потолках пещер выглядят как звездное небо. Чем голоднее личинки, тем ярче они светятся, привлекая добычу — мелких насекомых.
Где увидеть: в австралийских и новозеландских пещерах — особенно популярны у туристов разных стран лодочные экскурсии в пещеры Вайтомо.
Рачки
Во время Второй мировой войны японцы собирали мелких ракушковых остракодов Cypridina hilgendorfii и использовали их для освещения ночью. Включаются эти природные лампочки очень просто: достаточно намочить их водой.
Где увидеть: в прибрежных водах и песках Японии.
Рыбы
В глубинах океанов живут удивительные светящиеся рыбы, оснащенные специальными органами — фотофорами. Это железы-фонари, которые могут быть расположены где угодно: на голове, спине, по бокам, вокруг глаз или рта, на усиках или отростках тела. Они заполнены слизью, внутри которой светятся биолюминесцентные бактерии. Любопытно, что рыба сама может контролировать свечение бактерий, сужая или расширяя сосуды, — для вспышек света необходим кислород. Самые интересные из светящихся рыб — глубоководные удильщики, живущие на глубине около 3 км под водой. У самок, которые могут достигать метра в длину, есть специальная удочка с «маячком» на конце: именно свет привлекает к ней добычу. Самый продвинутый вид удильщиков — придонная галатеатаума Galatheathauma axeli имеет световую «приманку» прямо во рту. Ей не нужно охотиться — достаточно просто открыть рот и проглотить добычу.
Еще одна колоритная рыбка — черный дракон (Malacosteus niger). Примечательна тем, что излучает красный свет с помощью специальных «прожекторов», расположенных под глазами. Свет не виден почти никому из глубоководных жителей океана, и рыба может спокойно освещать себе путь, оставаясь незамеченной.
Где увидеть: глубоко в океане.
Кальмары
Среди кальмаров насчитывается около 70 биолюминесцентных видов. Самым большим в мире светящимся существом является гигантский кальмар Taningia danae — ученым удавалось увидеть особь длиной 2,3 м и весом 60 кг. Световые органы расположены у него на щупальцах. Ученые предполагают, что кальмар излучает вспышки света с целью ослепить жертву и измерить расстояние до цели. В 2007 году команда из Национального музея науки Токио сняла на камеру фрагмент охоты кальмара-великана, обитающего на глубине до 1000 м.
Еще один удивительный головоногий — кальмар-вампир Vampyroteuthis infernalis. Из-за необыкновенных органов свечения он был выделен учеными в отдельный отряд. Помимо двух крупных фотофор у него есть маленькие светящиеся «фонарики» по всему телу, к тому же он умеет выпускать из кончиков щупалец световую завесу, состоящую из многочисленных голубых светящихся шариков. Это мощное оружие в борьбе с противником действует до десяти минут и позволяет кальмару скрыться в случае опасности. Любопытно, что подводный вампир может регулировать яркость и размер цветового пятна.
Где увидеть: в начале марта полчища кальмаров-светлячков Watasenia обитают в Японии около побережья залива Тояма. Эти небольшие существа живут в западной части Тихого океана на глубине до 350 м и по весне выходят на нерест к поверхности, устраивая светопредставление для туристов.
Огнетелки
Огнетелки, или пиросомы, — это морские свободноплавающие колониальные существа из класса оболочников. Они состоят из тысяч маленьких организмов — зооидов. Каждый из них имеет бактериальные светящиеся органы, благодаря которым вся колония люминесцирует голубовато-зеленым светом, видимым на расстоянии более 30 м. Плавает это животное, похожее на гигантского червя, замкнутым концом наружу, а во внутренней полости вполне мог бы поместиться взрослый человек. Подводное чудовище может разрастаться до 30 м в длину. Биологи называют пиросом морскими единорогами, так как они — одни из самых таинственных и малоизученных существ на планете.
Где увидеть: воды вблизи австралийского острова Тасмания — одно из немногих мест на планете, где огнетелки подплывают близко к берегу. В 2011 году в этих местах Майкл Барон заснял на видео 18-метрового морского единорога.
Зеленые животные
Благодаря белку, выделенному из медузы, учеными были выведены животные, светящиеся зеленым светом при освещении ультрафиолетом. В 1998 году появилась первая зеленая мышь с геном GFP, затем ученые подарили миру зеленых свиней и овец, светящихся разноцветных рыбок GloFish и генно-модифицированных шелкопрядов, которые производят флуоресцентный шелк. Ученые надеются, что цветные гены помогут бороться с болезнями, такими как ВИЧ, онкология, болезни Паркинсона и Альцгеймера.
Источник: «Моя Планета».
Биолюминесценция. История исследований, механизмы свечения, светящиеся животные
Истории изучения светящихся в темноте живых существ уже больше трёх сотен лет. И это только собственно научному подходу, а не наблюдениям за чудесами живой природы. Первые свидетельства о загадочном свечении, в частности, морских вод, принадлежат ещё Аристотелю и Плинию Старшему.
Вплоть до конца 19 века и даже в начале двадцатого столетия в судовых журналах встречаются записи моряков о завораживающем свечении морской воды, особенно на южных широтах. Не оставляли без внимания это явление и путешественники, среди которых были и учёные-натуралисты, к примеру, Чарльз Дарвин в своем известном «Путешествии на корабле «Бигль»».
Художники, которым доводилось наблюдать биолюминесценцию (именно так называется это явление), стремились запечатлеть это зрелище с помощью красок — ведь цифровых фотоаппаратов тогда просто не было. До нас дошла замечательная цветная гравюра голландского живописца Морица Эсхера, на которой изображена стая резвящихся в светящемся море дельфинов. Художнику удалось передать впечатление, что само море вспыхивает и сверкает.
Первый опыт изучения явления биолюминесценции был предпринят в 1668 году. Роберт Бойль (его фамилия многим известна из уроков физики в связи с законом Бойля-Мариотта) изучал процессы горения и обнаружил сходство между горением обычного каменного угля и свечением гнилушек: при отсутствии кислорода свечение в обоих случаях исчезает.
Первым же, кто занялся основательным изучением механизмов органического свечения, стал Рафаэль Дюбуа. Он в 1887 году поставил серию опытов с экстрактами из светящихся жуков Pyrophorus. Главным результатом проделанной им работы за свечение были ответственны две фракции: низкомолекулярная (была названа люцеферином) и белковая (люцифераза), по-разному реагирующие на изменение температурного режима.
В 20-ые годы прошлого века Эдмунд Ньютон Харви из Принстонского университета начал работы по изучению биолюминесценции ракообразных. Он сумел выявить и подробно описать особенности люцеферина и люцеферазы моллюсков и ракообразных. Активное изучение механизмов биолюминесценции продолжаются и сегодня. В частности, не до конца исследовано свечение планктона, хотя многое в этой области уже прояснилось.
Не трудно догадаться, что само по себе живое существо светиться не может. Должны происходить некие процессы, в результате которых появляется этот загадочный, почти мистический свет.
Если не вдаваться в подробности физико-химических реакций, протекающих в организмах светлячков, различных ракообразных, головоногих и рыб, то получается следующая картина. Биолюминесценция возникает в результате ряда сложных процессов, в числе которых — окисление люциферина. Выделяемая при этом энергия не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в световое излучение.
Чтобы процессы, вызывающие свечение, активизировались, молекула люциферина должна быть выведена из состояния покоя. На яркость и продолжительность свечения влияет также окружающая молекулы среда. При отсутствии кислорода свечение не возникнет.
Светляки. Это семейство наземных жуков, ведущих ночной образ жизни. Днём они прячутся в траве и на деревьях. В семействе насчитывается примерно 2 тысячи видов, обитающих практически на всех континентах (кроме Антарктиды, естественно). Из животных, обитающих на суше, только светляки и имеют органы свечения, расположенными в хвостовой части их тела. Все прочие светящиеся организмы обитают в морях и океанах.
Светящийся планктон. Основную массу планктона составляют маленькие рачки, но светятся не они или не только они. Воду морскую превращают в звёздную россыпь простейшие, которые называются динофлагелляты. Свечение вызывают импульсы от движения водных масс, выводящие этих одноклеточных из состояния покоя.
Беспозвоночные. В качестве примера приведём такой любопытный вид как Гребневики. Тело этих существ похоже на мешочек, на одном конце которого располагается рот, а на другом органы равновесия. У них нет стрекательных клеток, поэтому пищу гребневики захватывают ртом или ловчими щупальцами. Питаются планктоном или более мелкими гребневиками.
Кальмары. В южных морях обитает несколько видов кальмаров, среди которых есть и небольшие по размеру и даже огромные. В частности, гигантский кальмар. Этот вид оставался плохо изученным вплоть до начала 2000-ых годов. Первые снимки живого гигантского кальмара в естественной среде были получены 30 сентября 2004 японскими учеными Цунеми Кубодера и Киочи Мори.
Морское перо. Эти живые организмы относятся к группе перистых известковых полипов. Распространены в тропических и субтропических водах Атлантического океана и Средиземного моря. Селятся колониями на песчаном или илистом морском дне. Насчитывается примерно 300 видов перьев. Свечение возникает как реакция на внешние раздражители.
Биолюминесценция выполняет у различных видов следующие функции:
- привлечение добычи или партнёров
- коммуникация
- предупреждение или угроза
- отпугивание или отвлечение
- маскировка на фоне естественных источников света
До сих пор есть немало случаев, когда функция биолюминесценции в жизни отдельных светящихся организмов определена не до конца или не изучена вовсе.
- Чарльз Дарвин «Путешествие на корабле «Бигль»»
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел «Биолюминесценция».
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел «Светляки».
- Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел «Гигантский кальмар».
- Журнал «Наука и жизнь», №1, 2001. Поиски гигантского кальмара.
Как выглядит светлячок и отчего светится: интересные факты :: SYL.ru
К этим светящимся жучкам многие относятся гораздо благожелательнее, чем к большинству их «родственников». Даже называют этих насекомых ласково – светлячки. Наверное, потому, что в местах своего обитания они по ночам создают особую таинственную и романтическую обстановку.
Как выглядит светлячок и от чего светится? Этот вопрос интересует многих, и в этой статье мы постараемся дать на него исчерпывающий ответ.
Распространение
Светлячки широко распространены в Северной Америке, Азии и в Европе. Их можно встретить в лиственных и тропических лесах, на полянах, лугах и болотах. Это представитель многочисленного семейства из отряда жуков, который обладает поразительной способностью излучать довольно яркий свет.
Светлячок – насекомое, относящееся к семейству Светляки (Lampyridae), отряду жесткокрылых. Семейство насчитывает свыше двух тысяч видов. Особенно широко представлено в субтропиках и тропиках, довольно ограниченно — в умеренном поясе. В странах бывшего Советского Союза обитает семь родов и почти 20 видов. И в нашей стране многие знают, как выглядит светлячок. В России зарегистрировано 15 видов.
К примеру, ночные насекомые ивановские червячки, которые проводят день в опавшей листве и густой траве, а с наступлением сумерек отправляющиеся на охоту. Эти светлячки живут в лесу, где охотятся на мелких паучков, мелких насекомых и улиток. Самка не умеет летать. Она полностью окрашена в буро-коричневый цвет, только на нижней стороне брюшка три членика белые. Вот они-то и излучают яркий свет.
Светлячки, обитающие на Кавказе, светятся в полете. Искорки, пляшут в густой темноте и придают южной ночи особое очарование.
Как выглядит светлячок?
Надо сказать, что при дневном свете эти жучки выглядят довольно скромно, даже, можно сказать, невзрачно. Тело узкое и удлиненное, голова маленькая с короткими усиками. Да и размерами светлячок не может похвастаться – в среднем от одного до двух сантиметров. Тело у разных видов окрашено в темно-серый, черный или коричневый цвет. Многие разновидности имеют ярко выраженные половые различия: самцы крупнее самок. К тому же мужские особи внешне очень напоминают тараканов. Они умеют летать, но при этом не светятся.
Как выглядит светлячок-самка? Она внешне похожа на червячка или личинку. У нее отсутствуют крылья, поэтому она малоподвижна. Но именно самка у большинства видов светится, привлекая к себе самцов. У этих жуков нет легких, а кислород передается по особым трубочкам — трахеолам. Запас кислорода «хранится» в митохондриях.
Образ жизни
Светлячки не относятся к коллективными насекомым, но несмотря на это они нередко образуют довольно крупные скопления. Многие наши читатели не представляют, как выглядят светлячки, поскольку их сложно увидеть днем: они отдыхают, сидя на стебельках растений или земле, а ночью ведут активную жизнь.
По характеру питания тоже отличаются разные виды светлячков. Растительноядные безобидные жучки питаются нектаром и пыльцой. Хищные особи нападают на пауков, муравьев, улиток и многоножек. Существуют виды, взрослые особи которых не питаются вовсе, у них даже нет рта.
Почему светлячки светятся?
Наверное, многим доводилось в детстве, отдыхая у бабушки или в лагере на черноморском побережье, видеть как вечером, когда стемнеет, мелькают светлячки. Дети любят собирать уникальных насекомых в баночки, и любоваться, как светятся светлячки. Органом свечения этих насекомых является фотофор. Он располагается в нижней части брюшка и состоит из трех слоев. Самый нижний из них зеркальный. Он может отражать свет. Верхний — это прозрачная кутикула. В среднем слое расположены фотогенные клетки, которые вырабатывают свет. Как вы догадались, по своему устройству этот орган напоминает фонарик.
Такой вид свечения ученые называют биолюминисценцией, возникающей в результате соединения клетки кислорода с кальцием, пигментом люциферином, молекулой АТФ и ферментом лоюциферазы.
Какой свет излучают светлячки?
В отличие от электрических ламп, где большая часть энергии перетекает в бесполезное тепло, при этом КПД составляет не более 10%, светлячки в световое излучение переводят до 98% энергии. То есть он холодный. Свечение этих жучков относят к видимой желто-зеленой части спектра, соответствующей длинам волн до 600 нм.
Интересно, что некоторые виды светлячков способны увеличивать или уменьшать интенсивность света. И даже излучать прерывистое свечение. Когда нервная система насекомого дает сигнал на «включение» света, в фотофор активно поступает кислород, при прекращении его подачи свет «выключается».
И все-таки почему светлячки светятся? Ведь не ради того, чтобы порадовать взор человека? На самом деле биолюминисценция для светлячков является средством общения между самцами и самками. Насекомые непросто сигнализируют о своем нахождении, но и по частоте мерцания различают своего партнера. Североамериканские и тропические виды нередко исполняют хоровые серенады для своих партнеров, вспыхивая и затухая одновременно всей стайкой. Группа противоположного пола отвечает им таким же сигналом.
Размножение
Когда наступает период спаривания, самец-светлячок находится в непрерывном поиске знака от своей второй половины, готовой к продолжению рода. Как только он его обнаружит, спускается к избраннице. Разные виды светлячков излучают свет с разной частотой, а это, в свою очередь, гарантирует, что спариваются между собой только представители одного вида.
Выбор партнера
У светлячков царит матриархат – партнера выбирает самка. Определяет его она по интенсивности свечения. Чем свет ярче, чем выше частота его мерцания, тем у самца больше шансов очаровать самку. В тропических лесах во время коллективных «серенад» деревья, окутанные такими ожерельями, сияют ярче витрин в мегаполисах.
Зафиксированы случаи и брачных игр со смертельным исходом. Самка, используя световой знак, привлекает самцов другого вида. Когда ничего не подозревающие оплодотворители являются, коварная соблазнительница их съедает.
После оплодотворения из яиц, отложенных самкой, появляются личинки. Как выглядят личинки светлячка? Довольно крупные, прожорливые, окрашенные в черный цвет червячки с отчетливо видимыми желтыми пятнами. Интересно, что они светятся, как и взрослые особи. Ближе к осени они прячутся в кору деревьев, где и зимуют.
Развиваются личинки медленно: у видов, обитающих в средней полосе, личинки зимуют, а у большинства субтропических видов растут несколько недель. Стадия куколки продолжается до 2,5 недель. На следующую весну, личинки окукливаются и из них развиваются новые взрослые особи.
Интересные факты
- Светлячок, излучающий самый яркий свет, обитает в тропиках Америки. Он достигает в длину пяти сантиметров. И у него светится, кроме брюшка, еще и грудь. Его свет в 150 раз ярче, чем у европейского сородича.
- Ученые смогли выделить ген, который влияет на свечение. Его успешно внедрили в растения, в результате удалось получить светящиеся по ночам плантации.
- Жители тропических поселений использовали этих жучков в качестве своеобразных светильников. Жучков помещали в небольшие емкости и такие примитивные фонарики освещали жилища.
- Каждый год в начале лета в Японии проходит праздник светлячков. Зрители в сад возле храма приходят с наступлением сумерек и с восторгом наблюдают за необыкновенно красивым полетом огромного количества светящихся жучков.
- На территории Европы самый распространенный вид – обыкновенный светляк, которого называют ивановым червячком. Это необычное название жучок получил благодаря поверью, что он светится в ночь на Ивана Купалу.
Надеемся, что вы получили ответы на вопросы, как выглядит светлячок, где он живет и какой ведет образ жизни. Эти интересные насекомые всегда вызывали большой интерес человека и, как видите, совершенно обоснованно.
Танцующие огоньки и «живые алмазы». Что светится в темноте? | Животные
Оказалось, что в наших широтах живут лишь немногие представители семейства Светляков (Lampyridae) — жуков, способных светиться в темноте и ведущих ночной образ жизни. В семействе насчитывается более 2000 тысяч видов, обитающих преимущественно в тропических и субтропических регионах планеты.
У жуков этого семейства имеются специальные органы свечения, так называемые лантерны, которые состоят из крупных фотогенных клеток. Под этими клетками расположены клетки, наполненные мочевой кислотой и способные отражать свет.
Фото: DepositphotosСвечение жуки используют как средство коммуникации, в основном для привлечения особей противоположного пола. У некоторых видов светятся только самки, у других — оба пола. У многих видов свечение наблюдается не только у жуков, но также у личинок и яиц.
Интересен вид светляков Photuris — их самки умеют копировать тип свечения других видов, таким образом они обманывают самцов, которые устремляются на свидание, а попадают в желудок коварных дамочек.
Жизненный цикл светляков составляет 1−2 года. Личинки живут несколько месяцев, они хищники, питаются моллюсками и часто прячутся в их раковинах. Поскольку светляки любят влажность, то личинки некоторых видов развиваются в воде и имеют жабры.
Куколки светляков живут несколько недель, а вот жуки большинства видов живут всего несколько дней и даже не питаются: их цель — продолжение рода.
Светляки, живущие в наших краях, невелики — 5−8 мм, но при этом они довольно ярко светятся: освещения, получаемого от 5−6 особей, достаточно, чтобы разобрать текст книги. Как правило, каждый вид светляков излучает свет определённого цвета.
Различают четыре типа свечения: непрерывное, прерывающееся, пульсация, вспышка. Чаще всего наблюдается вспышка.
В наших регионах распространён светляк обыкновенный, способный переносить суровые зимы. В народе его нарекли «Иванов червь». Такое имя он получил благодаря самкам, которые не имеют крыльев, а в брачный период сидят в траве и непрерывно излучают зеленоватый свет.
Светляки с наступлением темноты в июне-июле выползают из укрытий и зажигают яркие фонарики. Их можно встретить в лесах, канавах, в садах, на пустырях, в сельских дворах.
Кроме светляков есть виды других семейств, обладающие способностью излучать свет. Среди них наиболее известны огненосные щелкуны, в частности, род кукухо из семейства Жуков-Щелкунов, обитающие в тропических регионах Америки.
Эти жуки намного крупнее наших светляков, вырастают они до 3−5 см, а яркость их света считается самой высокой в мире насекомых. Кукухо светится в 150 раз ярче, чем наш светляк обыкновенный. При этом они имеют высокую эффективность свечения: 98 процентов затраченной на свечение энергии превращается в свет.
Местное население использовало этих жуков в качестве фонариков. Первые европейцы, поселившиеся в Америке, освещали ими жилища. В конце 19 столетия парижанки украшали себя кукухо, называя их «живыми алмазами». В прошлые времена мексиканские модницы составляли из этих жуков ожерелья, украшали ими головные уборы и причёски.
По словам историков, при свете кукухо в испано-американскую войну даже оперировали раненых.
А японцы, которые любят созерцать природу, в июне-июле, когда начинается сезон дождей и самое благоприятное время для светляков, выезжают за город и часами наблюдают волшебное лесное представление в исполнении светящихся жучков.
Особенно интересны некоторые виды тропических жуков, которые любят собираться в огромные стаи и устраивать массовые световые выступления. При этом они одновременно вспыхивают и гаснут, интервал свечения составляет около полутора секунд. Во время свечения они то взмывают ввысь, то стремительно устремляются к земле, исполняя фантастический светящийся танец.
В Малайзии и Индонезии жуки иногда собираются на деревьях и так же устраивают световые концерты. В Новой Зеландии есть известная туристам пещера, в которой проживают тысячи светляков, освещающая пещеру таинственным сине-зелёным светом.
Интересный факт: такие природные способности насекомых заинтересовали калифорнийских учёных-генетиков. Они выделили ген, ответственный за свечение, и внедрили его в листья табака. В результате растения засветились в темноте. Возникает вопрос, почему именно в лист табака? Оказывается для учёных, работающих с представителями растительного мира, табак является «подопытной крысой».
И в заключение примета: много светляков — к хорошей погоде.
Животные, которые светятся в темноте
Биолюминесценция является одним из самых зрелищных явлений природы. Она представляет собой способность живых организмов светиться в темноте. Однако такая особенность — не просто способ покрасоваться. Так животные пытаются защититься, замаскироваться, взаимодействовать с себе подобными.
Как достигается эффект биолюминесценции
Биолюминесценция — результат ряда сложных процессов, в число которых входит окисление люциферина. Выделяемая в этот момент энергия не рассеивается в виде тепла, а становится излучением света. Чтобы свечение активизировалось, молекулы люциферина должны быть выведены из состояния покоя. На яркость и продолжительность свечения влияют также факторы внешней среды. При отсутствии кислорода животные прекращают излучать свет. Расскажем о некоторых таких животных в нашей статье.
Рыба-удильщик
Плавник на спине рыбы-удильщика расположен непосредственно над пастью. Он имеет схожесть с удочкой со светящимся кончиком. Этим хищник и привлекает свою добычу, которая, заинтересовавшись светом, подплывает очень близко. Рыба хватает свою жертву, разрывая на куски массивной челюстью.
Большерот
Это глубоководная рыба, которую еще называю угрем-пеликаном. Охотится он обычно на дне моря, откуда может напасть на жертву, превосходящую ее по размеру. Мощная челюсть способна поглотить пищу любого размера. У большерота светится хвост, который привлекает потенциальную добычу необычным мерцанием в морских глубинах.
Улитки
Когда улитка со способностью к биолюминесценции ощущает опасность, она прячется в раковину, после чего начинает светиться ярким зеленым цветом. При этом создается эффект ее увеличения в размере. Противник пугается такого преобразования и начинает отступать.
Осьминог
Осьминоги светятся благодаря видоизмененным присоскам, которые покрывают его тело беспрерывно сияющими или мерцающими огоньками. Так они привлекают к себе внимание.
Морская звезда
В целом, существа, которые умеют светиться, не относятся к морским звездам, однако очень похожи на них по внешнему виду. У них также имеется 5 тонких и гибких конечностей. Они излучают ярко-синий свет, помогающий им продолжать охоту в темноте.
Клемы
Это разновидность морских моллюсков, средний размер которых около 17 сантиметров. Свечение у них наблюдается только в определенных условиях. После длительных исследований ученые пришли к выводу, что клемы светятся при наличии свободных радикалов.
Пещерные светлячки
Личинки некоторых разновидностей мошек могут светиться в темноте, поэтому их относят к светлячкам. Эти насекомые преследуют несколько целей, когда светятся: дают сигнал о ядовитости для хищников, становятся отличной приманкой для потенциальных жертв.
Планктон
Захватывающее природное явление, которое наблюдается во многих точках планеты — биолюминесцентный планктон. Он подсвечивает набегающие волны нежным голубым светом. После прилива рассыпаются яркие точки, делая пейзаж незабываемым.
Светящийся скорпион
Скорпионы не относятся к биолюминесцентным животным, однако излучают ярко-зеленый свет под воздействием ультрафиолетовых лучей с определенной длиной волны. Они также могут светиться и при лунном свете. Ученые много спорят о том, почему скорпионы мерцают в определенных условиях. Одной из вероятных гипотез является то, что членистоногие таким образом контролируют освещенность, чтобы принять решение — охотиться или нет.
Диплоподы
Это подвид многоножек. Коричневатые по внешнему виду, они имеют способность светиться зелено-синими переливами. Такая функция у них развита, чтобы подать сигнал о ядовитости для хищников, поскольку диплоподы могут выделять цианид.
Гребневики
Получили свое название благодаря тому, что на их теле находится восемь пластин, которые помогают передвигаться в воде. Некоторые виды гребневиков могут светиться в темноте зеленым светом, а другие — рассеивают свет вокруг себя в момент движения гребней.
Светлячки
Светлячки, в отличие от других светящихся живых существ, таким способом подают сигнал о том, что ищут себе пару. Даже их личинки имеют способность излучать узнаваемое желтое свечение.
Таракан
У этого вида тараканов есть две светящиеся точки на спине. Они помогают замаскироваться под ядовитого жука-щелкуна. Однако есть мнение, что эти насекомые не так давно исчезли с лица Земли.
Кальмар
Интенсивность свечения кальмаров зависит от яркости света, исходящего сверху. Таким способом они защищаются от нападения хищников, которым тяжело различить потенциальную жертву в потемках.
Кораллы
Основную массу кораллов можно отнести не к биолюминесцентным, а к биофлюоресцентным. Это означает, что они накапливают поступающий извне свет, затем продуцируют, отражают его с немного измененным оттенком.
Живые существа со способностью светиться — завораживающее зрелище, которое до сих пор до конца не изучено.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Почему светлячки светятся в темноте?. Мир животных
Почему светлячки светятся в темноте?
Летним вечером, когда станет совсем темно, в траве или на кустах можно увидеть крошечные светящиеся фонарики, которые светят ровным зеленоватым светом. Это светлячки, как называют совсем маленьких жучков. Днем они ничем особенным не выделяются среди всех остальных жучков, кроме того, что светлячки очень полезные насекомые. Они забираются в скорлупу улиток и уничтожают этих вредителей.
Но почему же они светятся в темноте? Для ученых это во многом остается загадкой, хотя они поняли сам механизм свечения.
В теле светлячков есть особые клетки с веществом, которое называется люциферином. Когда это вещество соединяется с кислородом, возникает свечение. Но для того, чтобы эта реакция произошла, необходимо другое вещество, которое тоже имеется в теле светлячков. Это вещество называется люцеферейз. Он действует как катализатор, то есть помогает произойти химической реакции, при которой люциферин сгорает и образует свет.
Ученые могут воспроизвести подобный свет в лаборатории, но для этого они все равно берут у светлячков их светящиеся клеточки. Сами они создать точно такие же вещества пока не могут, хотя предполагают, что огни светлячков имеют много общего с другими источниками света, который не образует тепло. Такой вид света называется люминесценцией.
Но если особые клетки светлячков «загораются» от соединения с кислородом, значит, они должны светиться и днем. Почему же этого не происходит? Дело в том, что светящиеся клетки у светлячков соединены с поверхностью тела жучков множеством тоненьких трубочек. Светлячки могут закрывать эти трубочки и открывать. Если трубочки закрыты, воздух в них не проходит, и кислород не поступает, а как только жучок их открывает, клетки начинают светиться. Причем ровным и долгим светом светятся в основном самочки, самцы с крылышками светятся лишь изредка и очень недолго. Вспыхнут и погаснут. Точного ответа, почему же светлячки зажигают свои фонарики только ночью, тоже никто дать не может. Предполагают, однако, что свет помогает светлячкам отпугивать врагов, которые ночью во время охоты избегают света. Другое объяснение сводится к тому, что свет помогает самцам и самочкам светлячков находить друг друга.
Кроме светлячков, на Земле существует много других светящихся насекомых. В тропических странах, например, водятся светящиеся мухи. По вечерам они целыми роями летают среди деревьев, садятся на листья, поднимаются высоко в воздух, и создается впечатление, что вокруг сверкают сотни тысяч ярких волшебных фонариков.
10 удивительных наземных существ, которые могут светиться — Исследование наук о жизни
Я опубликовал в своем блоге десять сообщений, и все они основаны на статьях из научных журналов. Но я также хочу иногда публиковать интересные и забавные научные факты, поэтому я составил этот удивительный список. Желаю вам яркого Нового года!
Наш первый или единственный опыт встречи со светящимися животными, вероятно, был очарован ослепительным световым шоу, устроенным светлячками. Кажущаяся магической способность излучать собственный свет — явление, называемое биолюминесценцией — на самом деле возникает в результате химической реакции внутри организма.В реакции участвует фермент, известный как люцифераза, молекула, называемая люциферином, и молекула кислорода. Люцифераза воздействует на реакцию между люциферином и кислородом, давая новое соединение, генерирующее свет, который мы видим. Этот процесс требует энергии, но биолюминесценция удивительно эффективна: менее 20 процентов света теряется в виде тепла, и по этой причине его часто называют «холодным светом».
Хотя биолюминесценция широко распространена среди морских организмов, она редко встречается на суше и возникла миллионы лет спустя.Тем не менее, есть некоторые удивительные наземные существа, которые развили способность производить свет — в основном насекомые и грибы. Хотя излучаемый свет может быть разных цветов, наиболее распространенными цветами как в море, так и на суше являются синий и зеленый, но на суше также можно увидеть редкие экземпляры желтого и даже красного. Организмы светятся по разным причинам, например, для привлечения партнеров, предупреждения хищников и поиска пищи. Некоторые светятся только в определенное время, всего на несколько секунд, а другие светятся постоянно.Вот некоторые из немногих завораживающих наземных существ, способных светиться. Сколько из них вы заметили раньше?
1. Сверкающие светлячки: смертельное влечение
Биолюминесцентные светлячки Arachnocampa luminosa , , также известные как грибковые комары, размером со спичку и встречаются только в темных и сырых районах Новой Зеландии, особенно в пещерах Вайтомо, которые стали популярной туристической достопримечательностью. это потрясающее звездное зрелище.Эти светлячки — личинки, которые вылупляются из яиц и в конечном итоге становятся взрослыми двукрылыми насекомыми, которые обычно живут всего несколько дней исключительно для спаривания. Во время личиночной стадии, которая является самой длительной стадией, длится до 9 месяцев, личинки должны жадно есть, чтобы продержаться до взрослой стадии, во время которой они не могут есть, поскольку у них нет рта.
Эти пещерные обитатели изобрели хитрый прием, чтобы поймать свою жертву: они конструируют свои собственные «лески» из шелка с липкими капельками слизи, которые они могут свисать с потолка; эти линии могут достигать 20 дюймов в длину.С наступлением ночи они светятся сияющим синим цветом, чтобы заманить ничего не подозревающую добычу, такую как насекомые, ползающие или летящие к приманке, которые попадают в ловушку липкой сетки линий и парализуются химическими веществами в слизи. Затем личинки ползут вниз и поедают добычу. Чем они голоднее, тем ярче светятся. Удивительно, но на создание одной строки у них уходит всего 15 минут, а за ночь можно сделать до 25 строк!
«Леска», сделанная светлячком, свисает в пещере.
Изображение: murdocke23 через photopin cc
Они чрезвычайно территориальны, и когда их плотность высока, они могут даже прибегнуть к каннибализму, если почувствуют захватчика своего собственного вида. Взрослые самки светятся, чтобы привлечь самок, хотя самцы тоже могут светиться, и когда прибывают несколько самцов, они сражаются друг с другом, пока самый приспособленный не победит самку. Самка теряет способность светиться после откладки яиц.
Если вам посчастливилось увидеть этих удивительных существ, храните молчание и не светите на них фонариками, потому что они погаснут.
2. Блестящие улитки
Идентифицированная улитка из Камбоджи, внешне очень похожая на Quantula striata.
Изображение: Википедия
Улитка, Quantula striata, может выглядеть так же, как любая другая улитка, но это единственная наземная улитка, которая, как известно, способна излучать свет, встречается в Юго-Восточной Азии. Необычно то, что его яйца постоянно светятся в темноте, и при вылуплении они производят краткие вспышки желто-зеленого света из-за рта в течение нескольких дней, хотя свет тусклый.
Причины свечения и мигания — загадка, но что интересно, они перестают светиться по достижении репродуктивной зрелости. Некоторые исследователи предположили, что с помощью мигания они общаются с другими представителями своего вида и могут собираться, хотя они не уверены, почему. Какой творческий способ пригласить других на вечеринку!
3. Яркий гриб
Светящиеся грибы (виды не идентифицированы)
Изображение: Smoken Mirror через фотокнопку cc
Помимо насекомых, биолюминесценция наиболее распространена среди грибов; Фактически, было зарегистрировано по крайней мере 50 видов светящихся грибов, причем австралийские виды были более светящимися, чем североамериканские.Один из самых крутых видов — гриб Mycena lucentipes, , один из шести биолюминесцентных видов грибов, обнаруженных учеными в 2006 году в атлантических лесах Бразилии. Он светится ярко-зеленым светом, а ночью это действительно захватывающее зрелище. Но почему они светятся? Микологи или специалисты по грибам не знают, но они предположили, что это может быть для того, чтобы привлечь членистоногих, которые помогают распространять их споры в других местах. Другие объяснения утверждали, что их свечение может удерживать насекомых от поедания их или привлекать хищников клопов, чтобы те съели их, чтобы они не могли есть грибы — другими словами, они могут пригласить врага своего врага, чтобы защитить себя.
Есть и другие виды грибов, которые ждут своего открытия, поэтому в следующий раз, когда вы пойдете на прогулку в лес, пойдите ночью и внимательно осмотритесь — кто знает, вы можете даже наткнуться на новый светящийся гриб!
4. Ядовитые светящиеся в темноте многоножки
Из более чем 12 000 известных видов многоножек только некоторые из них, принадлежащие к роду Motyxia , являются биолюминесцентными, и все они встречаются исключительно в горных районах Калифорнии.Они проводят день, зарывшись в землю, но с наступлением темноты эти слепые жуткие ползания вылезают из земли, чтобы жевать мертвые растения и излучать постоянное свечение от своего экзоскелета. Их свечение является зловещим для хищников: когда их беспокоят или угрожают, они выделяют токсичный цианид из крошечных пор в своем теле. В ходе эксперимента по проверке этого предположения исследователи поместили на ночь фальшивые раскрашенные многоножки из глины рядом с настоящими светящимися и исследовали их на следующее утро. К их удивлению, фальшивые многоножки подвергались жестоким нападениям в четыре раза чаще, чем настоящие светящиеся, со стороны того, что, как они решили, были грызунами.
Удивительно, но у этих многоножек появился другой механизм свечения, в котором не используется люцифераза, а вместо этого используется фотобелок, который загорается при активации соединениями, богатыми кальцием. Этот механизм похож на то, как медуза Aequorea Victoria, светится с помощью зеленого флуоресцентного белка, который широко используется в лаборатории для исследовательских целей, таких как прикрепление его к интересующим генам для изучения их местоположения внутри клеток.
5. Сияющие железнодорожные черви
Изображение: National Geographic
Железнодорожные черви — это личинки и личинки-самки, взрослые особи (около двух дюймов в длину), похожие на личинок и принадлежащие к тому же суперсемейству жуков, что и светлячки.Это один из немногих организмов, которые достигают удивительного мастерства в излучении не одного, а двух цветов в разных частях своего тела. Эти черви относятся к роду Phrixothrix и обитают в Южной Америке. Черви напоминают миниатюрный поезд, суетливый ночью: голова светится огненно-красным светом, а тело излучает зеленый свет через одиннадцать пар светящихся пятен, расположенных рядами.
Ученые выяснили, что фермент люцифераза, участвующий в реакции, которая дает атипичный красный цвет головы, является единственным ферментом, который может это делать в природе и немного отличается по структуре от других люцифераз.Исследования, проведенные еще в 1940-х годах, показали, что при небольшом возмущении — например, ударе по столу и ударе по нему — они включают свои красные фары, а при более сильных помехах включают оба ряда зеленых огней. Более свежие данные свидетельствуют о том, что их свечение сигнализирует хищникам, что они ужасны на вкус.
6. Светящиеся жуки-щелкуны
Многие жуки-щелкуны из семейства Elateridae (близкие родственники светлячков), особенно из рода Pyrophorus , являются биолюминесцентными , и они встречаются в тропических районах Западного полушария.Их также называют щелкающими жуками, и, как следует из названия, они издают щелкающие звуки, когда поднимаются в воздух — часто на несколько дюймов — чтобы выпрямиться, если лежат вверх ногами. Когда им угрожают хищники, они также могут быстро подпрыгнуть в воздух, чтобы защитить себя.
Более того, они излучают постоянный свет самых разных цветов — от зеленого до оранжевого в зависимости от вида — в двух точках спереди, похожих на фары, и в одном под животом.Фары светятся так ярко, что их можно заметить на расстоянии более ста футов. Ямайский вид Pyrophorus plagiophthalamus уникален тем, что может излучать свет двух разных цветов в своем теле; под его корпусом он излучает желтый свет, а наверху его фары светятся зеленым. Они действительно выглядят так, как будто они с другой планеты. Ученые думают, что их верхний и нижний свет имеют разные функции: их фары являются маяком для хищников их токсичности, а свет под их животом облегчает общение между представителями противоположного пола.
7. Странный светящийся таракан
Изображение: Википедия
Как если бы тараканы были недостаточно жуткими, как насчет встречи со светящейся плотвой, Lucihormetica lucka, , сновающей ночью у вашего дома? Впрочем, шансы редки — на самом деле вы можете никогда не встретить их в своей жизни, потому что они встречаются только в тропических лесах рядом с действующим вулканом в Эквадоре, а последний известный образец был собран в 1939 году. Скорее всего, они могут даже вымереть к настоящему времени .
Но светящиеся тараканы не новость: с момента их первого открытия в 1999 году в Южной Америке было идентифицировано 13 видов. L. Luckya : два глазообразных пятна и еще одно пятно на спине освещают их токсичность. Но оказывается, что они на самом деле не токсичны — они просто притворяются; они ловко имитируют жуков-щелкунов — их старшие родственники, упомянутые ранее, — которые светятся, чтобы рекламировать их токсичность, но этот таракан, который излучает свет идентичного цвета, просто обманывает своих хищников.Внешний вид действительно может быть обманчивым! Светлые пятна заполнены бактериями, которые живут на его экзоскелете.
8. Жуткие дождевые черви
Diplocardia longa источает синюю слизь, светящуюся в темноте.
Изображение: Милтон Дж. Кормье через Live Science
Все мы когда-то видели дождевых червей. Но видели ли вы когда-нибудь светящегося дождевого червя? По всему миру встречаются 33 вида люминесцентных дождевых червей, хотя большинство из них сосредоточено на юге Америки.Они излучают свет от синего до красного конца спектра.
Дождевые черви обычно выделяют слизь, которую ученые называют целемической жидкостью, чтобы легко скользить в своих норах, но несколько редких видов выделяют слизь уникального типа, которая действительно может светиться. Да, вы не ослышались, слизь у него биолюминесцентная!
Сообщается о двух видах слизи разного цвета: один из Новой Зеландии, а другой из Джорджии в США. Своеобразный дождевой червь из Новой Зеландии, Octochaetus multiporus, , источает яркую светящуюся в темноте оранжево-желтую целемическую жидкость изо рта, ануса и нижней стороны, когда чувствует беспокойство или угрозу.На самом деле, это настолько причудливо, что кажется, что его жидкость светится разными цветами на разных этапах своей жизни. Интересно, что их светящаяся слизь была замечена маори, которые использовали O. multiporus в качестве рыболовных приманок. Дождевой червь из Джорджии, Diplocardia longa , обитает на песчаных почвах прибрежных равнин и извергает блестящую синюю слизь, которая, как считается, тревожит хищников. Возможно, цветная слизь, сочащаяся из монстров, которую мы видим в детских играх, в конце концов, не такая уж надуманная.
9. Сияющие бактерии: друг или враг?
(A) показывает биолюминесценцию Photorhabdus luminescens. (B) показывает Photorhabdus luminescens, светящийся зеленым (из-за добавления зеленого флуоресцентного белка) внутри кишечника немотода. Изображение: Тодд Цич через Microbe Wiki
Photorhabdus luminescens невероятно уникальны тем, что являются единственными наземными бактериями, способными к биолюминесценции. Они интересны, потому что, с одной стороны, они полезны для нематодных червей (круглых червей), но, с другой стороны, они смертельны для других насекомых.Микробы счастливо живут в кишечниках почвенных нематодных червей в симбиотическом союзе, в котором они оба получают выгоду: они придают червям мягкий голубой свет, предположительно, чтобы соблазнить добычу, и, в свою очередь, делятся некоторыми питательными веществами из червей. еда.
Чтобы усложнить ситуацию, эти нематоды на самом деле являются паразитами, которые охотятся на других почвенных насекомых, таких как личинки жуков, бабочек и мух, где они проникают в их тело и закрепляются внутри него. Оказавшись внутри, они извергают своих коварных микробных партнеров в кровоток хозяина.Затем микробы начинают свою химическую войну; они убивают хозяина, вводя поток смертоносных инсектицидных белков в его клетки и ферменты, которые разрушают его тело, превращая его в «питательный суп» в течение двух дней. P. luminescens счастливо пожирает этот суп и экспоненциально умножается, порождая миллионы самих себя. В то же время микробы выделяют антибиотики, не позволяя другим бактериям проникнуть в их пищу. Червь, в свою очередь, питается процветающими бактериями и проходит несколько циклов размножения внутри трупа, производя каждый раз сотни яиц, которые также потребляют бактерии.Когда запасы питательных веществ истощаются, оставшиеся бактерии повторно колонизируют кишечник только что вылупившегося потомства червя и вырываются из трупа, чтобы отправиться на поиски следующей жертвы. Иногда, когда запасы пищи крайне ограничены, вылупившееся потомство вместо этого питается кишечником матери, убивая ее в ужасном явлении, называемом matricida endotokia .
Тысячи нематод, вырвавшихся из трупа моли.
Изображение: Пегги Греб
Хотя P. luminescens смертельны для насекомых, они безвредны для человека.Фактически, их способность производить антибиотики оказалась благом для раненых солдат на поле битвы во время Гражданской войны 1862 года — до антибиотиков. Очевидно, некоторые раненые солдаты, особенно те, кто ждал помощи под холодным дождем в битве при Шайло, выживали лучше и быстрее, чем другие; Оказалось, что у них были раны, которые буквально светились в темноте — явление, получившее название «ангельское свечение». Сейчас считается, что их раны были колонизированы P.luminescens из илистой почвы , защищавшей их от заражения другими смертоносными бактериями. В некоторых редких случаях могут быть полезны некоторые бактериальные инфекции на ранах, особенно те, которые светятся!
Ученые исследуют использование этой смертоносной пары в качестве биологического инсектицида для сельскохозяйственных культур, чтобы защитить их от заражения насекомыми.
10. Яркие светлячки — бесплатный фейерверк от природы
Изображение: Utsushi-Dan Owl
Мы не можем завершить наш список, не затронув светлячков — наиболее популярных и широко изученных биолюминесцентных наземных организмов.На самом деле светлячки — это жуки, чьи разговоры состоят из узоров световых вспышек на их брюшках, которые уникальны для каждого вида и могут быть желтыми, зелеными или даже красными. Самцы светлячков излучают особые световые вспышки, которые понимают только потенциальные партнеры, которые в ответ излучают тот же мигающий сигнал, который самцы могут распознать и двигаться к самкам. Звучит как очаровательный способ привлечь друзей?
Что ж, некоторые светлячки не так уж интересны, по крайней мере, светлячки-самки из рода Photuris .Они используют свои фонари как уловку: они имитируют мигание и задержку сигналов самок светлячков Photunis , чтобы заманить самцов Photunis , но для другой цели, кроме спаривания, — чтобы поглотить их. Наивные самцы движутся к ним в надежде найти себе пару, но вместо этого находят смерть. Так почему они их едят? Photuris светлячкам не хватает защитного соединения, называемого люцибуфагинами, которое помогает удерживать хищников, таких как пауки, от поедания их. Но их двоюродные братья Photunis производят его в больших количествах, поэтому они ловко получают его, потребляя их.
Самка Photuris , поедающая самца Photunis .
Изображение: J.E. Lloyd
Люцифераза светлячка — незаменимый фермент в медицинских и биологических лабораториях, где он используется в качестве репортерного гена, связывая его с интересующим геном — например, с генами, участвующими в заболеваниях — для отслеживания их экспрессии в клетках. Ген люциферазы был вставлен в определенные ткани живых организмов, например мышей, для визуального отслеживания прогрессирования раковых опухолей. Фактически, ученые создали мутанты люциферазы, которые могут излучать более яркий свет различных цветов, что очень полезно для визуализации различных белков внутри организмов.
Ученые надеются использовать активность люциферазы для производства более энергоэффективных ламп, которые однажды могут заменить наши люминесцентные и светодиодные лампы. Одна группа ученых создала светящиеся наностержни, используя генетически модифицированную люциферазу, прикрепленную к наностержням, которая действовала как топливо. Они предполагают, что эти светлячки-наностержни могут быть встроены в светодиодные фонари и загораться без использования электричества.
Если это звучит привлекательно, подождите, пока вы не услышите о другой более захватывающей возможности: об использовании светящихся растений для освещения вашего дома.Проект Glowing Plant, возглавляемый группой ученых в рамках проекта DIY биохакинга, направлен на продвижение естественного безэлектричества освещения растений на синтетической люциферазе в качестве устойчивой альтернативы нашим растущим потребностям в энергии. Фактически, еще в 1986 году группа исследователей сконструировала табачное растение для экспрессии люциферазы светлячков, но им пришлось поливать его люциферином, чтобы он светился, а свет был тусклым. С тех пор несколько других исследовательских групп успешно создали светящиеся растения.
Но этот недавний проект был настолько популярен, что превзошел свою первоначальную цель финансирования — всего 65000 долларов на Kickstarter, собрав почти колоссальные полмиллиона долларов, а тем, кто пообещал 40 долларов или больше, обещают светящиеся семена растений Arabidopsis в качестве награды, хотя многие люди выступают против выпуска нерегулируемых семян генетически модифицированных растений. Получив огромный отклик, команда даже планирует создать светящееся розовое растение.
Применение люциферазы безгранично, и кто знает, когда-нибудь вы даже можете ехать домой ночью по улицам, освещенным светящимися деревьями.Будущее действительно выглядит ярким!
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
.Как все светится в темноте?
Наконец-то лето! Время бассейнов и пикников. Сезон мороженого и фруктовое мороженое! Что еще представляет для вас лето? Солнцезащитные Очки? Корзины для пикника? А как насчет ошибок? Это правда, многие жуки любят наслаждаться теплом лета! Но ни один жук не представляет лето так, как волшебный светлячок.
Светлячок, также известный как жук-молния, — волшебное существо для многих детей. Ведь какой еще баг загорается? Многие люди проводят летние ночи, наблюдая за светлячками и удивляясь, как им удается светиться в темноте.
Светлячки светятся, потому что они биолюминесцентны. Это означает, что они естественно содержат химическое вещество, которое заставляет их загораться. И не только светлячки! Другие животные с этой чертой — медузы, светлячки и удильщики. Они светятся для защиты, маскировки или для привлечения партнеров.
Не только животные светятся в темноте. Вы когда-нибудь видели светящуюся палочку? Они популярны во время многих ночных летних мероприятий, таких как фестивали и костры. Светящиеся палочки обладают хемилюминесценцией.Это означает, что они светятся из-за химической реакции.
Остальные предметы имеют радиолюминесценцию. Это означает, что они содержат такой элемент, как радий, который излучает свет. Вы когда-нибудь видели часы, цифры которых светятся в темноте? Он был радиолюминесцентным!
А как насчет светящихся в темноте игрушек? Вы когда-нибудь видели йо-йо, наклейки и звезды, светящиеся в темноте? Они могут превратить любую темную комнату в волшебный мир приключений!
Светящиеся в темноте игрушки обладают фосфоресценцией. Это означает, что они содержат специальные вещества, называемые люминофором.Люминофоры излучают видимый свет после включения питания. Это означает, что они должны некоторое время впитывать свет, прежде чем они начнут светиться в темноте.
Иногда светящиеся в темноте объекты очень слабо светятся в течение короткого времени. Часто вам нужно поместить их в очень темное место, чтобы увидеть их слабое зеленое свечение. Новые светящиеся в темноте предметы могут светиться ярче в течение нескольких часов.
Для изготовления светящихся в темноте игрушек производители ищут люминофоры, которые могут светиться долгое время. Затем они смешивают выбранный люминофор с пластиком и придают ему желаемую форму.
Вам нравятся вещи, которые светятся в темноте? Вы когда-нибудь гонялись за светлячками или трясли светящуюся палочку? Некоторые дети даже повесили светящиеся в темноте звезды на потолок своих спален! В следующий раз, когда вы увидите что-то светящееся в темноте, попытайтесь выяснить, откуда исходит это свет.
Стандарты: NGSS.LS1.A, NGSS.LS4.B, NGSS.PS3.B, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.10, CCRA.W. 1, CCRA.L.1, CCRA.L.2, CCRA.SL.1
.7 генетически модифицированных животных, светящихся в темноте
1. Овцы
Хорошие новости, ночные пастухи: овцы теперь могут светиться в темноте. Что ж, технически только девять шерстистых животных могут. И они в Уругвае.
Когда эти овцы родились в октябре 2012 года, ученые из Института репродукции животных Уругвая немедленно ввели им зеленый белок, обнаруженный в медузе Aequorea Victoria. Когда овцы росли, они выглядели и вели себя как любые другие четвероногие комочки пуха, за исключением того, что они испускали зеленоватое свечение после воздействия определенного ультрафиолетового света.Проверь их:
Обычно эти зеленые флуоресцентные белки используются для мониторинга активности измененных генов. Они оказались очень полезными в изучении болезней. Фактически, пионеры этого метода были удостоены Нобелевской премии по химии в 2008 году. Что касается этих овец, ученые надеются, что однажды они смогут использовать такого рода процедуру для создания животных с очень укрепляющим здоровье молоком. Давайте посмотрим на сияющих животных, которые были в центре этих генетических исследований на протяжении последнего десятилетия.
2. Кролик
( Ekac.org/Chrystelle Fontaine )
На самом деле это было художественное предприятие. Эдуард Кац — художник, использующий методы генной инженерии для создания уникальных живых произведений искусства. В мае 2000 года Кац представил миру своего «кролика GFP», кролика-альбиноса по имени Альба, который светился флуоресцентным светом при воздействии синего света. Альба на самом деле была лишь одним из компонентов проекта, который также должен был включать публичные дебаты о практике манипулирования генами у животных в целях исследования.Кац хотел завершить проект, забрав Альбу домой, чтобы жить со своей семьей. Исследовательский институт во Франции фактически создал кролика для Каца — флуоресцентный белок медузы был введен в оплодотворенное кроличье яйцо — и позже колебался по поводу выпуска животного из-за протестов групп по защите прав животных против самого творения Альбы. Ученые также утверждали, что никогда не соглашались на то, чтобы Кац забрал кролика домой. Через два года после рождения Альбы, задолго до того, как Альба смогла отправиться в путешествие по штатам, уникальный кролик умер — резкое прекращение битвы между наукой и искусством.
3. Свиньи
( REUTERS / China Daily )
В 2008 году тайваньские ученые заявили, что впервые в мире появились свиньи, светящиеся изнутри. В то время как другие исследователи разводили частично флуоресцентных свиней, эти генетически модифицированные свиньи обладали не только светящейся кожей и глазами, но и органами, включая сердце. Ученые добавили ДНК флуоресцентных медуз к более чем 260 эмбрионам свиней, которые затем были имплантированы восьми разным свиноматкам, четыре из которых забеременели.В результате были получены три поросенка-самца, глаза, зубы и морда которых имели слегка зеленоватый оттенок в течение дня, но светились полностью зеленым в темноте после того, как попали в синий свет.
4. Обезьяны
Новорожденные трансгенные мартышки Кей (слева) и Коу и их ступни в ультрафиолетовом свете. ( AP Photo / Erika Sasak i)
В этом исследовании 2009 года использовалась одна и та же инъекция ДНК медузы, но для разных целей. Японские ученые хотели выяснить, унаследован ли ген медузы вторым поколением генетически модифицированной обезьяны.Команда Центрального института экспериментальных животных в Кавасаки, Япония, добавила флуоресцентный ген к эмбрионам мартышек, которые затем были переданы суррогатным самкам, которые дали пять живорождений. Все модифицированные мартышки несли гены в своем теле. Когда они произвели потомство, двое передали своим детенышам флуоресцентный ген. Это был первый случай, когда генетически модифицированное животное передавало такие гены из поколения в поколение. Исследователи сказали, что это может стать важным шагом в понимании болезни Паркинсона и двигательных нейронов.
5. Собаки
Трехмесячный бигль светится в темноте в ультрафиолетовом свете (слева), но при дневном свете выглядит как любой другой щенок. ( REUTERS / Jo Yong-Hak )
Сообщается, что в результате эксперимента 2009 года, проведенного командой Сеульского национального университета, была получена первая трансгенная собака. Пять гончих были созданы путем клонирования клеток фибробластов, экспрессирующих красный флуоресцентный ген, продуцируемый морскими анемонами. При естественном свете вы можете увидеть слабую сущность красного протеина под бледной кожей.В темноте и в ультрафиолетовом свете собаки светятся красновато-оранжевым светом. Пять здоровых собак в конечном итоге выросли, чтобы произвести на свет собственное потомство. Эксперимент был призван доказать принцип трансгенных животных, особенно собак, которые благодаря своей продолжительности жизни и репродуктивному циклу являются хорошими заменителями для исследования болезней человека. Два года спустя группа ученых из того же университета вывела гончую по имени Тегон, флуоресцентный ген которой можно было контролировать. Когда собака ест корм, содержащий антибиотик доксициклина, а затем подвергается воздействию ультрафиолета, он светится зеленым.Когда лекарство больше не добавляется в пищу, свечение со временем исчезает. Ученые говорят, что исследование открывает возможности для лучшего понимания генов, вызывающих у людей смертельные заболевания, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона.
6 . Кошки
Светящийся котенок стоит рядом с нормальным котом ( Mayo Clinic )
Кошки восприимчивы к вирусу иммунодефицита кошек, близкому родственнику вируса иммунодефицита кошек. Вирусное заболевание поражает в основном одичавших кошек, которых, как сообщается, в мире насчитывается полмиллиарда.В исследовании 2011 года группа ученых из США и Японии вставила кошкам ген, который помогает им противостоять этой кошачьей форме СПИДа. Затем, чтобы легко пометить клетки, ученые также вставили зеленый флуоресцентный белок. Оба гена были перенесены в яйца кошек. Затем они смогли более легко наблюдать за развитием резистентного гена в организме кошек, глядя на них под микроскопом. Как и другие животные, кошки днем казались нормальными, но при необходимости могли светиться ночью.
7. Рыба
( Университет Эксетера)
Один из самых больших недостатков полезных промышленных товаров, таких как, скажем, пластмасса или женские противозачаточные средства, заключается в том, что они содержат вредные химические вещества, называемые эндокринными разрушителями. Эти вещества становятся загрязнителями, наносящими вред телам животных и человека. Сообщается, что они были связаны с более низким количеством сперматозоидов и раком груди и яичек. Итак, вы можете понять, почему ученые могут захотеть их изучить. Проблема в том, что трудно отследить эндокринные разрушители, когда они попадают в организм.И поэтому группа ученых использовала зеленые флуоресцентные белки и генетически модифицированных рыбок данио, чтобы светиться в местах, где присутствует химическое вещество, разрушающее эндокринную систему. Как мы уже показали, флуоресцентный белок не влияет на организм, но при изучении под микроскопом его легко обнаружить. Затем светящиеся зеленые зоны внутри рыбы становятся дорожной картой для ученых, которые пытаются определить потенциальное воздействие загрязнителей на здоровье.
Источники: ABC News , BBC , Discovery , The Guardian , National Geographic , NBC News , New Scientist (2), The Register, Тайпай Время
.Что такое «светиться в темноте» и как это работает?
Свечение в темноте — очень любимое явление, которое одинаково привлекает как детей, так и взрослых и добавляет немного дополнительной магии игрушкам и украшениям комнаты (подумайте о свечении темных звезд), но только о том, что светится в темноте и как это работает ?
Светящиеся в темноте или фотолюминесцентные материалы содержат неорганические люминофоры, которые поглощают свет в видимой и ультрафиолетовой длинах волн, а затем повторно излучают видимый свет или «свечение».
Большинство светящихся в темноте пигментов и материалов используют люминофор сульфид цинка или новый алюминат стронция, который дает более яркое свечение в течение более длительного периода времени.
Алюминат стронция имеет гораздо более длительную стойкость (время свечения), чем сульфид цинка, поэтому для более качественных продуктов свечения этот люминофор будет использоваться вместо последнего.
Свечение в темноте яркость со временем тускнеет. Обычно излучаемый свет будет ярче сразу после зарядки и в течение первых получаса, когда атомы возбуждены, и начнет мягко тускнеть, когда атомы успокоятся.
Светится в темноте Изделие с сульфидом цинка будет светиться до получаса, тогда как изделия с алюминатом стронция будут светиться до колоссальных двенадцати часов!
Светящиеся в темноте материалы ОБЯЗАТЕЛЬНО нуждаются в зарядке.
Помните, что люминофоры должны поглощать свет, чтобы повторно излучать свет, и некоторые виды света поглощаются лучше других. Ультрафиолетовый свет работает лучше всего и заряжается за самое короткое время.
Приблизительное время зарядки светящихся в темноте продуктов составляет:
- 3-4 минуты ультрафиолетового (черного) света
- 7-8 минут прямого солнечного света
- 21-23 минуты флуоресцентного света ( ленточное освещение или энергосберегающие лампы)
- 24-26 минут лампы накаливания (стандартные лампы накаливания)
Все зависит от восприятия…
От того, насколько ваши глаза адаптированы к темноте, зависит яркость свечения, воспринимаемого вашими глазами. Чем больше ваши глаза приспособлены к темноте, тем ярче будет свечение. Фактически, свечение будет тем ярче, чем больше станут ваши глаза!
Окружающий свет влияет на воспринимаемое свечение фотолюминесцентных материалов, поскольку свет привлекает ваши глаза и уводит их от темноты. Светящиеся в темноте продукты лучше всего рассматривать в полной темноте, так как глаза могут адаптироваться, воспринимая гораздо более яркое свечение.
Вы когда-нибудь задумывались, почему светится в темноте зеленый цвет? Это потому, что человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому свету, поэтому зеленое свечение в темноте кажется более ярким. Вот почему очки ночного видения обычно окрашивают предметы в зеленый цвет.
Итак, у вас есть
Как работает свечение в темноте. И поэтому, прежде чем проявить творческий подход к светящейся в темноте краске и украшениям, подумайте о том, сколько окружающего света будет вокруг предмета, не забывайте, что даже лунный свет или уличное освещение, проникающее через окно, считается окружающим светом и предотвратит полное привыкание ваших глаз к темноте.Также подумайте, как лучше всего добиться максимального заряда.