Байгалийн оньсого: Биолюминесценц

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Биолюминесценц гэдэг нь амьд организмын өөрийн уураг эсвэл симбиотик бактерийн тусламжтайгаар гэрэлтэх чадварыг хэлнэ.

Өнөөдөр 800 орчим төрлийн гэрэлтэгч амьд амьтдыг мэддэг. Тэдний ихэнх нь далайд амьдардаг. Эдгээр нь бактери, нэг эсийн туг замаг, радиоляр, мөөгөнцөр, планктон ба хавсарсан коелентерат, сифонофор, далайн өд, стенофор, echinoderms, өт, нялцгай биет, хавч хэлбэрт, загас юм.

Хамгийн тод гэрэлтдэг амьтдын зарим нь пиросом (гал цох) юм. Цэнгэг усны биолюминесцент зүйлийн дотроос Шинэ Зеландын ходоодны хөлт нялцгай биет Latia neritoides болон хэд хэдэн бактери байдаг. Хуурай газрын организмын дотроос зарим төрлийн мөөгөнцөр, хорхой, эмгэн хумс, милипед, шавжнууд гэрэлтдэг.

Бичил ертөнцийн түвшинд бид зөвхөн өндөр мэдрэмтгий фотометрийн тусламжтайгаар бүртгэж болох маш сул гэрэлтэлт нь хүчилтөрөгчийн урвалд ороход оролцдог эсүүдэд зайлшгүй шаардлагатай боловч хортой ферментийн нөлөөгөөр реактив хүчилтөрөгчийг саармагжуулах гаж нөлөө юм. глюкозын исэлдэлтийн процесс. Тэд мөн янз бүрийн фосфорын уурагуудад химилюминесценцэд шаардлагатай энергийг нийлүүлдэг.

Анхны бактерийн чийдэнгийн нэг болох гэрэлтэгч бактерийн өсгөвөртэй колбыг зуу гаруй жилийн өмнө Голландын ургамал судлаач, микробиологич Мартин Бейжеринк үзжээ. 1935 онд ийм чийдэн Парисын далай судлалын хүрээлэнгийн том танхимыг хүртэл гэрэлтүүлж байсан бөгөөд дайны үед Зөвлөлтийн микробиологич А. Егорова гэрэлтэгч бактерийг прозатик зорилгоор ашигласан - лабораторийг гэрэлтүүлэх.

Мөн та үүнтэй төстэй туршилт хийж болно: түүхий загас эсвэл махыг дулаан газар тавиад долоо хоног, хоёр долоо хоног хүлээгээд шөнө гарч ирээрэй (салхины талаас!) Тэгээд юу болсныг хараарай - энэ нь бактери амьдардаг. шим тэжээлийн орчин нь өөр ертөнцийн гэрлээр гэрэлтэх болно. Бактери, гол төлөв Photobacterium болон Vibrio төрлийн нянгууд, олон эсийн планктон организмууд (зураг дээр) далайд гэрэлтдэг боловч гэрлийн гол эх үүсвэр нь хамгийн том (3 мм хүртэл!) ба нарийн төвөгтэй нэг эсийн организмууд - шөнийн туг замаг юм. гэрэл.

Бактерийн хувьд фосфорын уураг нь эсэд тархсан байдаг; нэг эст эукариот (эсийн цөмтэй) организмд цитоплазм дахь мембранаар хүрээлэгдсэн цэврүүт дотор байрладаг. Олон эсийн амьтдад гэрэл нь ихэвчлэн тусгай эсүүд - фотоцитууд, ихэвчлэн тусгай эрхтнүүдэд хуваагддаг - фотофороор ялгардаг.

Целентерат ба бусад анхдагч амьтдын фотоцитууд, түүнчлэн симбиотик фотобактерийн улмаас ажилладаг фотофорууд нь механик эсвэл химийн өдөөлтөөс хойш тасралтгүй эсвэл хэдэн секундын турш гэрэлтдэг. Мэдрэлийн систем нь бага эсвэл бага хөгжсөн амьтдад фотоцитуудын ажлыг удирдаж, гадны өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх эсвэл биеийн дотоод орчин өөрчлөгдөхөд тэдгээрийг асааж, унтраадаг.

Далайн гүн дэх сам хорхой, наймалж, далайн амьтан, далайн амьтанд эс доторхоос гадна нууцлаг гялалзах төрөл байдаг: хоёр өөр булчирхайн шүүрлийн бүтээгдэхүүний холимог нь мантиас эсвэл бүрхүүлийн доороос гадагшилдаг. гялалзсан үүл мэт ус, дайсныг сохлох.

Биолюминесценцийн өөр нэг сонгодог жишээ бол модны ялзрал юм. Тэдгээрийн дотор гэрэлтдэг мод нь өөрөө биш, харин ердийн зөгийн балны мөөгөнцрийн мицели юм.

Мөн Mycena овгийн дээд мөөгөнцөр нь ялзарч буй модон дээр ургадаг, гэхдээ Бразил, Япон зэрэг дулаан бүс нутагт жимсний бие нь гэрэлтдэг - үүнийг ихэвчлэн мөөг гэж нэрлэдэг (хэвийн мөөгөнцөр, мөөгөнцөр болон бусад мөөгөнцөр нь мөөг боловч зөвхөн доод хэмжээтэй байдаг.). Энэ төрлийн нэг зүйл нь M. lux-coeli, "mycene - тэнгэрлэг гэрэл" гэж нэрлэгддэг.

Биолюминесценцийн хамгийн гайхалтай хэрэглээ бол трансген ургамал, амьтдыг бий болгох явдал юм. Хромосомд оруулсан GFP гентэй анхны хулганыг 1998 онд бүтээжээ.

Төрөл бүрийн организмын хромосомд гадаад генийг нэвтрүүлэх арга техникийг боловсруулахын тулд гялалзсан уураг хэрэгтэй: хэрэв энэ нь гэрэлтэх юм бол энэ арга нь ажилладаг гэсэн үг бөгөөд та үүнийг ашиглан зорилтот генийг геномд нэвтрүүлэх боломжтой болно. Анхны гэрэлтдэг загас болох трансген тахиа (Brachydanio rerio) болон Японы медака будааны загас (Orizias latipes) 2003 онд худалдаанд гарчээ.

Гялалзсан тэнгис

Шөнийн цагаар далайн туяанд сэлэх азтай хүмүүс энэ гайхалтай үзэмжийг насан туршдаа санаж байх болно. Ихэнх тохиолдолд гэрэлтэх шалтгаан нь шөнийн гэрлийн туг замаг (Noctiluca) юм. Зарим жилүүдэд тэдний тоо маш их нэмэгдэж, далай бүхэлдээ гэрэлтдэг. Хэрэв та азгүйтэж, буруу цагт халуун далайн эрэг дээр очсон бол далайн усыг саванд хийж, тэнд бага зэрэг элсэн чихэр хийж үзээрэй.

Ноктилистууд люциферины уургийн идэвхийг нэмэгдүүлэх замаар үүнд хариу үйлдэл үзүүлэх болно. Усыг сэгсэрч, цэнхэр өнгийн туяаг биширээрэй. Та биширч зогсохдоо та байгалийн тайлагдаагүй нууцуудын нэгийг харж байгаагаа санаж болно: янз бүрийн таксонд гэрэлтэх чадвар үүсэх хувьслын механизм тодорхойгүй байгааг "" гэсэн тусдаа бүлэгт тэмдэглэсэн болно. Дарвины "Зүйлийн гарал үүсэл" ба түүнээс хойш эрдэмтэд энэ асуултыг үнэний гэрэл гэж хэлж чадахгүй байна.

Гэрэл хамгаалах функцийг гүйцэтгэдэг пигментийн нэгдлүүдэд үндэслэн гэрлийн сайн нөхцөлд амьдардаг организмд гэрэлтэх чадвар үүсч болно.

Гэвч секундэд нэг фотон, хоёр, арав зэрэг шинж чанар аажмаар хуримтлагдах нь тэдний болон шөнийн болон далайн гүн дэх төрөл төрөгсдийн хувьд байгалийн шалгаралд нөлөөлж чадахгүй: ийм сул гэрэлтэх нь хамгийн мэдрэмтгий нүдэнд ч мэдрэгддэггүй. нүцгэн газар дээр хүчтэй гэрэлтэх бэлэн механизм гарч ирэх нь бас боломжгүй юм шиг санагддаг. Олон зүйлийн гэрлийн функцууд хүртэл ойлгомжгүй хэвээр байна.

Тэд яагаад гэрэлтдэг вэ?

Гялалзсан бактерийн колони ба мөөгөнцөр нь нян, спор эсвэл мицелийг тараадаг шавьжийг татдаг. Шинэ Зеландын Arachnocampa шумуулын шавж идэштний авгалдай нь тор нэхэж, өөрийн биеэр гэрэлтүүлж, шавьжийг өөртөө татдаг.

Гэрлийн гялбаа нь махчин амьтдыг медуз, самнасан вазелин болон бусад арчаагүй, эелдэг амьтдаас айлгадаг. Үүнтэй ижил зорилгоор гүехэн усанд ургадаг шүр болон бусад колонийн амьтад механик өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлж, хэн ч хүрч байгаагүй хөршүүд нь мөн анивчиж эхэлдэг. Далайн гүний шүрэн сул богино долгионы гэрлийг илүү урт долгионы урттай цацраг болгон хувиргаж, эд эсэд нь амьдардаг симбиотик замагт фотосинтез хийх боломжийг олгодог.

Гэрлийн чийдэн бүхий загас бариул

Загасны загасны дараалал (Lophiiformes) нь хамгийн олон янз (16 овог, 70 гаруй төрөл, 225 гаруй зүйл) бөгөөд магадгүй далайн гүн дэх загасны хамгийн сонирхолтой нь юм. (Олон хүн далайн загасчдыг амьтан судлалын сурах бичгээс биш, харин "Немог олох" хүүхэлдэйн киноноос мэддэг).

Загасчин эмэгчин бол том амтай, хүчтэй шүдтэй, гэдэс нь маш сунадаг махчин амьтан юм. Заримдаа далайн гадарга дээр үхсэн загасны загас олддог бөгөөд загасыг өөрөөсөө хоёр дахин их хэмжээгээр боогдуулдаг: махчин амьтан шүдний бүтцээс болж түүнийг суллаж чадахгүй. Нурууны сэрвээний эхний цацраг нь төгсгөлд нь гэрэлтдэг "өт" (eska) бүхий "загас агнуур" (illicium) болж хувирдаг. Энэ нь биолюминесцент бактери агуулсан салстаар дүүрсэн булчирхай юм. Эску-г цусаар тэжээдэг артерийн хана тэлэлтийн улмаас загас нь хүчилтөрөгчийн хангамж шаардлагатай бактерийн гэрэлтэлтийг дур мэдэн үүсгэж, эсвэл судсыг нарийсгаж, зогсоож болно.

Ихэвчлэн гэрэлтэх нь төрөл бүрийн хувьд тус тусад нь хэд хэдэн удаа гялалзах хэлбэрээр тохиолддог. Ceratias holboelli зүйлд багтдаг Illicium нь урагшаа урагшилж, нуруун дээрх тусгай суваг руу ухрах чадвартай. Олзоо татдаг энэ загасчин олзоо залгих хүртэл гэрэлтдэг өгөөшөө аажмаар ам руугаа хөдөлгөдөг. Галатеатхаума аксели амандаа өгөөштэй.

Фосфорын байршил, тэр ч байтугай гялалзсан толбуудын анивчдаг шинж чанар нь харилцаа холбоо, жишээлбэл, түншийг татахад тусалдаг. Америкийн Photuris versicolor галт хорхойн эмэгчин нь орооцолдсныхоо дараа өөр төрлийн эмэгчинүүдийн "Морзе кодыг цохиж" эхэлдэг бөгөөд энэ нь тэдний эрчүүдийг дур сонирхлын үүднээс бус харин хоол боловсруулах зорилгоор татдаг.

Японы эргийн ойролцоо умитохару (далайн галт хорхой) - жижигхэн, 1-2 мм урт, Cypridina овгийн хавч хэлбэртүүд - далайн амьтан, Watasenia scintellans зэрэг олон тооны хуримыг тэмдэглэдэг. 10 см орчим урттай ватазений биеүүд нь тэмтрүүлтэй хамт фотофор сувдаар чимэглэгдсэн бөгөөд 25-30 см диаметртэй талбайг гэрэлтүүлдэг - эдгээр далайн амьтдын бүхэл бүтэн сургуулиас далай тэнгис ямар харагддагийг төсөөлөөд үз дээ!

Далайн гүн дэх олон хөлт амьтдын биеийг олон өнгийн гэрлийн толбоны хээгээр будсан байдаг бөгөөд гэрэл гэгээ нь зөвхөн зөв чиглэлд гэрэлтдэг хайс шиг гэрэл ойлгогч, линзтэй (заримдаа давхар ба өнгөт) гэрэлтдэг шиг маш нарийн төвөгтэй байдаг.

Далайн гүний олон планктон сам хорхой нь гэрэлтэх чадвартай байдаг. Биеийн мөчрүүд, хажуу ба хэвлийн хэсгүүдэд 150 хүртэл фотофор, заримдаа линзээр бүрхэгдсэн байдаг. Төрөл бүрийн фотофорын байршил, тоо нь тогтмол байдаг бөгөөд далайн гүн дэх харанхуйд эрэгтэйчүүд эмэгчин хайж олоход тусалдаг бөгөөд бүгд хамтдаа сүрэгт цуглардаг.