Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.15: Біолюмінесценція

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5452

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Біолюмінесценція - це здатність живих істот випромінювати світло. Він зустрічається у багатьох морських тварин, як безхребетних (наприклад, деякі кнідарії, ракоподібні, кальмари), так і у хребетних (деякі риби); деякі наземні тварини (наприклад, світлячки, деякі багатоніжки); і деякі гриби та бактерії. Молекулярні деталі варіюються від організму до організму, але кожен включає люциферин[1] (світловипромінюючий субстрат), люциферазу (фермент, який каталізує реакцію), АТФ (джерело енергії) та молекулярний кисень, O 2.

    Чим більше ATP доступно, тим яскравіше світло. Насправді світлячок люциферин і люцифераза є комерційно доступними для вимірювання кількості АТФ в біологічних матеріалах. Світлячки використовують свої спалахи для залучення товаришів. Візерунок відрізняється від виду до виду. У одного виду самки іноді імітують малюнок, який використовують самки іншого виду. Коли самці другого виду реагують на цих «фатальних жінок», їх їдять!

    Як світлячки контролюють своє миготіння

    Баррі Тріммер та його колеги з Університету Тафтса нещодавно виявили, як світлячки вмикають свої люмінесцентні органи (звані ліхтарями).

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Світлячок (вид невідомий) захоплений у східній Канаді — верхній знімок зроблений зі спалахом, нижній тільки з самовипромінюваним світлом. (CC Абу 3.0; Еммануельм).
    • Люмінесцентні клітини ліхтарів знаходяться близько до клітин на кінці трахеол (які приносять кисень до тканин комахи і забирають вуглекислий газ).
    • Ці клітини містять синтазу оксиду азоту (NOS), фермент, який звільняє газ оксид азоту (NO) від аргініну.
    • Нервові імпульси активізують вивільнення NO з цих клітин.
    • NO дифундує в клітини ліхтарів і пригнічує клітинне дихання в мітохондріях (ймовірно, блокуючи дію цитохрому с оксидази)
    • При гальмуванні клітинного дихання вміст кисню в клітині збільшується.
    • Це включає виробництво світла в пероксисомах, які містять люциферазу та люциферин-АТФ (АТФ генерується, коли ліхтарі темні).
    • Швидке затухання NO, ймовірно, сприяє короткій тривалості спалаху.

    Біолюмінесценція у морських тварин

    Широке поширення люмінесценції серед глибоководних тварин відображає вічну темряву, в якій вони живуть. Принаймні одна риба має свій люмінесцентний орган, розташований на кінчику виступаючого стебла, і використовує його як приманку для заманювання видобутку в межах досяжності її щелеп. При порушенні один вид кальмарів виділяє хмару люмінесцентної води замість чорнила, якими користуються його мілководні родичі. Деякі морські тварини, які мешкають поблизу поверхні, мають на нижній стороні люмінесцентні органи. Це, ймовірно, ускладнює хижакам під ними бачити їх на світлому тлі поверхні.

    альтальт

    Рис.\(\PageIndex{2}\): Біолюмінесценція в рибі люб'язно надано професором Дж.

    У випадку з рибами світло випромінюється люмінесцентними бактеріями, які ростуть в люмінесцентних органах. На фотографіях зображена риба-ліхтарик, Photoblepharon palpebratus, з відкритою кришкою люмінесцентного органу (зліва) і закритою (праворуч). Світло виробляється безперервно випромінюючими люмінесцентними бактеріями всередині органів, але його відображення контролюється рибою. Ці тварини, які були сфотографовані вздовж рифів в Ейлатській затоці, Ізраїль, схоже, використовують свої люмінесцентні органи для таких різноманітних функцій, як: (1) залучення здобичі, (2) сигналізація інших представників свого виду та (3) заплутування потенційних хижаків.