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Biolumineszenz ist die Fähigkeit lebender Organismen zu leuchten, die unabhängig oder mit Hilfe von Symbionten erreicht wird. Licht entsteht in höher entwickelten Organismen in speziellen Leuchtorganen (z. B. in den Photophoren von Fischen), in einzelligen Eukaryoten - in speziellen Organellen und in Bakterien - im Zytoplasma. Wie sich herausstellte, existiert es in der Natur nicht leuchtende Pflanzen, aber es gibt leuchtende Bakterien und Pilze. WAS IST BIOLUMINESZENZ? Pilze Bakterien

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WAS IST BIOLUMINESZENZ? Schon der Name „Biolumineszenz“ bedeutet wörtlich „schwaches lebendiges Leuchten“. Biolumineszenz basiert auf Chemische Prozesse, bei dem die freigesetzte Energie in Form von Licht freigesetzt wird.Der Wirkungsgrad eines lebendigen Scheins ist fantastisch hoch: Er erreicht 80-90%. Qualle Fische Glühwürmchen

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WAS IST BIOLUMINESZENZ? Die Frequenz des emittierten Lichts, also seine Farbe, hängt von der Energie des Lichtquants (Photon) ab. Korallen Sardellen

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WAS IST BIOLUMINESZENZ? Bei Landtieren ist die Fähigkeit zu leuchten eher die Ausnahme, bei Meerestieren hingegen weit verbreitet. In Bezug auf die Anzahl der leuchtenden Arten unter den Wirbellosen, den Hohltieren (Weichkorallen, Meeresfedern, Tiefseequallen) und Kopffüßer(Tintenfisch und Tintenfisch) und unter den Chordaten - Manteltiere (Salpen und Feuerbälle) sowie Fische. Salpa Kalmar

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WAS IST BIOLUMINESZENZ? Von den biolumineszierenden Süßwasserarten ist die Neuseeland Gastropode Latia neritoides und eine Reihe von Bakterien. Unter terrestrischen Organismen leuchten bestimmte Typen Pilze, Regenwürmer, Schnecken, Tausendfüßler und Insekten. Latia neritoides Leuchtschnecke Glühwürmchen

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GESCHICHTE DER ENTDECKUNG DER BIOLUMINESZENZ Diese Geschichte begann am 4. Januar 1761, als ein dänisches Kriegsschiff eine wissenschaftliche Expedition von Kopenhagen nach Smyrna unternahm, an der auch der Zoologe Forskol teilnahm. Eines Tages Anfang März, als das Schiff weiterfuhr Nordsee Passagiere bemerkten ein seltsames Leuchten im Wasser. Es stellte sich heraus, dass Quallen der Grund waren, "in der Lage, im Inneren zu glühen".

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GESCHICHTE DER ENTDECKUNG DER BIOLUMINESZENZ Wenn Quallen gestört wurden, leuchteten sie hell mit grünem phosphoreszierendem Licht. Forskol alkoholisierte mehrere Exemplare von Quallen und schrieb auf Latein in sein Reisetagebuch: "Wenn sie gereizt und getötet werden, leuchten sie."

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GESCHICHTE DER ENTDECKUNG DER BIOLUMINESZENZ Seit Jahrhunderten gehört das Leuchten des Meeres zu den die größten Geheimnisse Ozean. Wissenschaftler versuchten, dieses Phänomen sowohl durch das Leuchten von im Wasser enthaltenem Phosphor als auch durch elektrische Entladungen zu erklären, die während der Reibung von Wasser- und Salzmolekülen auftreten, und durch die Tatsache, dass der Nachtozean die tagsüber absorbierte Energie der Sonne abgibt . Es wurde nun festgestellt, dass das Leuchten des Meeres durch biologische Ursachen verursacht wird, deren Hauptursache die Massenvermehrung einiger biolumineszierender Arten von Organismen ist, die einen erheblichen Teil des Planktons des Weltozeans ausmachen. Biolumineszierendes Plankton Wabengelee

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PHYSIKALISCH-CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN DER BIOLUMINESZENZ Leuchtstoffproteine ​​sind in Bakterien über die ganze Zelle verstreut, in einzelligen eukaryontischen Organismen befinden sie sich in membranumhüllten Vesikeln im Zytoplasma. Bei vielzelligen Tieren wird Licht normalerweise von speziellen Zellen - Photozyten - emittiert. Photozyten von Hohltieren und anderen primitiven Tieren leuchten kontinuierlich oder innerhalb weniger Sekunden nach mechanischer oder chemischer Stimulation. Bei Tieren mit entwickelt nervöses System Es steuert die Arbeit der Photozyten und schaltet sie als Reaktion auf äußere Reize oder bei Änderungen ein und aus interne Umgebung Organismus. Laternenauge Shishechnik

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BIOLUMINESZENZ BEI TIEFSEEFISCH Bei vielen Tiefsee-Kopffüßern ist der Körper mit einem Muster aus mehrfarbigen Lichtflecken bemalt, und die Photophoren sind sehr komplex, wie ein Suchscheinwerfer, der mit Reflektoren und Linsen nur in die richtige Richtung scheint. Seeteufel

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INTERESSANTE VERWENDUNG VON BIOLUMINESZENZ Lichtblitze vertreiben Raubtiere von Quallen, Rippenquallen und anderen hilflosen und sanften Kreaturen. Korallen und andere Kolonialtiere leuchten als Reaktion auf mechanische Reize, und auch ihre unberührten Nachbarn beginnen zu flackern.

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INTERESSANTE ANWENDUNGEN DER BIOLUMINESZENZ Insektenfressende Larven der neuseeländischen Arachnocampa-Mücke weben ein Fangnetz und markieren es mit ihrem eigenen Körper, um Insekten anzulocken.

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INTERESSANTE VERWENDUNG VON BIOLUMINESZENZ In Brasilien und Uruguay gibt es rotbraune Glühwürmchen mit Reihen hellgrüner Lichter entlang ihres Oberkörpers und einer hellroten Glühbirne auf ihren Köpfen. Es gibt Fälle, in denen Ärzte Operationen im Licht von Glühwürmchen durchführten, die in eine Flasche gegossen wurden.

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INTERESSANTE ANWENDUNGEN DER BIOLUMINESZENZ Die auffälligste Anwendung der Biolumineszenz ist die Erzeugung von transgenen Pflanzen und Tieren. Die erste Maus mit in Chromosomen eingebautem GFP-Gen wurde 1998 geschaffen. Der erste leuchtende Fisch wurde 2001 von dem taiwanesischen Wissenschaftler Dr. Zhiyuan Gong erschaffen.

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Einige Meerestiere, darunter 180 Fischarten, haben einzigartige Strukturen in ihrer Haut, die sie, wenn sie blauem Licht ausgesetzt werden, neonrot, grün oder orange leuchten lassen. Diese Eigenschaft wird als Biofluoreszenz bezeichnet. Im Gegensatz zur Biolumineszenz, die durch eine chemische Reaktion in den Organismen von Tausenden von Meeres- und Landtieren auftritt, erfolgt sie auf völlig andere Weise. Erstens ist Biofluoreszenz nicht das Ergebnis einer chemischen Reaktion, und das äußere Gewebe von Tieren kann kein Licht von sich aus emittieren. Stattdessen absorbieren fluoreszierende Organismen blaues Licht, wandeln es um und geben es wieder ab. Auf molekularer Ebene geschieht dies auf folgende Weise. Spezielle fluoreszierende Moleküle im Körper absorbieren hochenergetische blaue Lichtphotonen. Treffen diese Photonen auf fluoreszierende Moleküle, werden diese so „angeregt“, dass ihre Elektronen hochenergetisch werden. Einmal „angeregt“ kehren die Elektronen schnell wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück, aber während dieser „Entspannung“ setzen sie Energie in Form von Photonen frei. Da die Elektronen aber bei ihrer „Anregung“ Energie verbrauchen, emittieren sie Photonen geringerer Energie als die absorbierten. Mit anderen Worten, der Körper beginnt, langwelliges Licht auszusenden, z. B. grün, gelb oder orange. Meerestiere, die durch Biofluoreszenz gekennzeichnet sind, absorbieren ständig das im Ozean vorhandene blaue Licht. Es ist bekannt, dass Licht von Wassermolekülen, in Wasser gelösten organischen und anorganischen Stoffen und Phytoplankton absorbiert wird. So werden infrarotes und rotes Licht vollständig von den oberen Wasserschichten absorbiert, nur grün-blaues Licht dringt in die tiefen Schichten des Ozeans ein und in Tiefen von mehr als 100 Metern bleibt nur blaues Licht übrig. Biofluoreszenz ist inhärent Meereslebewesen verschiedene Schichten des Ozeans bewohnen. Dazu zählen zum Beispiel der Katzenhai, einige Vertreter der Drachenkopf- und Tropfflossenfisch-Familien sowie Korallen. Laut Wissenschaftlern tritt dieses Phänomen besonders häufig bei geheimnisvollen Fischen auf, die sich in Korallen und Spalten am Boden verstecken. Heute können Forscher nicht eindeutig sagen, wie Tiere Biofluoreszenz nutzen. Nach der gängigsten Version ist diese Funktion jedoch notwendig, damit sie miteinander kommunizieren können. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode den Fischen, heimlich Signale auszutauschen, wodurch sie für Raubtiere unsichtbar bleiben. Schließlich ist bekannt, dass nicht alle Fische die Fähigkeit haben, Neonlicht zu sehen, sondern nur Arten besondere Struktur Auge. Wissenschaftler müssen dieses Problem jedoch noch weiter untersuchen. Interessanterweise können einige Tierarten Licht in mehreren Farben aussenden. Zum Beispiel den größten Teil des Körpers Seepferdchen Hippocampus erectus strahlt rotes Licht aus, aber um die Augen des Tieres herum befinden sich grüne leuchtende Flecken.

Die Tiefen der Ozeane und Meere werden von vielen erstaunlichen Lebewesen bewohnt, unter denen sich ein wahres Wunder der Natur befindet. Dies sind Tiefsee, die ausgestattet sind einzigartige Organe- Photophoren. Diese speziellen Leuchtdrüsen können sich an verschiedenen Stellen befinden: am Kopf, um Mund oder Augen, an den Antennen, am Rücken, an den Seiten oder an den Fortsätzen des Körpers. Die Photophoren sind mit Schleim mit leuchtenden biolumineszierenden Bakterien gefüllt.

Tiefsee leuchtender Fisch

Es ist erwähnenswert, dass leuchtender Fisch ist in der Lage, das Leuchten von Bakterien selbst zu kontrollieren, Blutgefäße zu erweitern oder zu verengen, tk. Lichtblitze benötigen Sauerstoff.

Einer der interessantesten Vertreter leuchtender Fisch sind Hochseeangler, die in einer Tiefe von etwa 3000 Metern leben.

Im Arsenal der einen Meter langen Weibchen gibt es eine spezielle Rute mit einem „Köder-Leuchtfeuer“ am Ende, das Beute anlockt. Höchst interessanter Anblick ist die untere Galateatauma (lat.Galatheathauma axeli), die mit einem leichten „Köder“ direkt im Maul ausgestattet ist. Sie "stört" sich nicht mit der Jagd, denn es reicht ihr, eine bequeme Position einzunehmen, das Maul zu öffnen und die "naive" Beute zu schlucken.

Seeteufel (lat. Ceratioidei)

Andere interessanter Vertreter, leuchtender Fisch ist ein schwarzer Drache (lat. Malacosteus niger). Mit Hilfe spezieller "Scheinwerfer", die sich unter ihren Augen befinden, strahlt sie rotes Licht aus. Für die Tiefseebewohner des Ozeans ist dieses Licht unsichtbar, und der Schwarze Drachenfisch erhellt unbemerkt seinen Weg.

Diejenigen Vertreter von Tiefseefischen, die bestimmte Leuchtorgane, Teleskopaugen usw. haben, sind wahr Tiefseefisch, sie sollten nicht mit dem Tiefseeschelf verwechselt werden, der keine solchen Anpassungsorgane hat und am Kontinentalhang lebt.

Schwarzer Drache (lat. Malacosteus niger)

Seitdem bekannt leuchtender Fisch:

Laternenaugen (lat. Anomalopidae)

leuchtende Sardellen oder Miktofovye (lat. Myctophidae)

Seeteufel (lat. Ceratioidei)

Brasilianischer Leuchthai (lat. Isistius Brasiliensis)

Gonostoma (lat. Gonostomatidae)

Chauliodnye (lat. Chauliodontidae)

Leuchtende Sardellen sind kleine Fische mit einem seitlich zusammengedrückten Körper, einem großen Kopf und einem sehr großen Maul. Die Länge ihres Körpers beträgt je nach Art 2,5 bis 25 cm, sie haben etwas Besonderes leuchtende Organe, die grünes, blaues oder gelbliches Licht emittieren, das aufgrund von erzeugt wird chemische Reaktionen in photozytischen Zellen auftritt.

Glühende Sardellen (lat. Myctophidae)

Sie sind in den Ozeanen weit verbreitet. Viele Arten von Myctophiden haben eine große Anzahl. Die Myctophidae machen zusammen mit den Photihthidae und Gonostomas bis zu 90 % der Population aller bekannten Tiefseefische aus.

Gonostoma (lat. Gonostomatidae)

Das Leben dieser schwer fassbaren Vertreter der Tiefsee Meeresfauna, sorgfältig vor neugierigen Blicken verborgen, so fließt es in einer Tiefe von 1000 bis 6000 Metern. Und da der Weltozean laut Wissenschaftlern zu weniger als 5% untersucht wurde, wartet die Menschheit immer noch auf viele erstaunliche Entdeckungen, darunter vielleicht neue Arten von Tiefsee leuchtender Fisch.

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Biolumineszenz ist die Fähigkeit lebender Organismen zu leuchten. Sie basiert auf chemischen Prozessen, bei denen die freigesetzte Energie in Form von Licht freigesetzt wird. Biolumineszenz dient dazu, Beute, Partner, Kommunikation, Warnung, Tarnung oder Abschreckung anzuziehen.

Wissenschaftler glauben, dass die Biolumineszenz im Stadium des Übergangs von anaeroben zu aeroben Lebensformen als Schutzreaktion alter Bakterien in Bezug auf das "Gift" - Sauerstoff, das von grünen Pflanzen während der Photosynthese freigesetzt wurde, auftrat. Biolumineszenz findet sich in Bakterien, Pilzen und einer ziemlich breiten Palette von Vertretern der Tierklasse - von Protozoen bis zu Akkordaten. Aber es ist besonders häufig bei Krebstieren, Insekten und Fischen.

Bakterien helfen Organismen dabei, Licht zu „erzeugen“, oder sie bewältigen diese Aufgabe allein. In diesem Fall kann Licht sowohl die gesamte Körperoberfläche als auch spezielle Organe - Drüsen, hauptsächlich Hautursprungs - emittieren. Letztere sind in vielen Meerestieren und unter Landtieren vorhanden - in Insekten, einigen Regenwürmern, Tausendfüßlern usw.

Glühwürmchen

Vielleicht die berühmteste der Biolumineszenzen. Glühwürmchenfamilie ( Lampyridae) hat etwa 2000 Arten. Die Tropen und Subtropen können sich der größten Vielfalt dieser Käfer rühmen, aber auf dem Territorium ehemalige UdSSR Es gab nur sieben Gattungen und etwa 20 Arten dieser Insekten. Nun, sie brauchen überhaupt kein Licht, um „es uns leicht zu machen dunkle Nacht“, Sondern für die Kommunikation untereinander, seien es die Rufsignale von Männchen auf der Suche nach Weibchen, Mimikry (unter Umgebungslicht zum Beispiel das Licht einer Glühbirne oder der Mond, der das Gras beleuchtet), Schutz des Territoriums, und so weiter.

Glühwürmchen / ©Flickr

Nachtlicht

Noctiluca scintillans, oder Nachtlicht, gehört zur Gattung der sogenannten Dinoflagellaten. Aufgrund ihrer Fähigkeit zur Photosynthese werden sie manchmal auch Dinoflagellaten genannt. Tatsächlich sind die meisten von ihnen Flagellaten mit einer entwickelten intrazellulären Hülle. Es sind Dinoflagellaten, die für die berühmten „roten Fluten“ verantwortlich sind, Phänomene, die ebenso beängstigend wie schön sind. Besonders prächtig ist aber natürlich die blaue „Beleuchtung“ der Nachtlichter, die man nachts in den Gewässern der Meere, Ozeane und Seen beobachten kann. Sowohl die rote Farbe als auch das blaue Leuchten werden durch die Fülle dieser erstaunlichen winzigen Organismen im Wasser verursacht.

Von Nachtlichtern beleuchtetes Wasser / ©Flickr

Angler

Diese unschuldige Seeteufelart hat ihren Namen Knochiger Fisch aufgrund seines äußerst unattraktiven Aussehens erhalten. Urteile selbst:

Tiefsee Angler/ © Flickr

Seeteufel haben eine „Malokklusion“, weshalb ihr Mund ständig offen ist und scharfe Stachelzähne herausragen. Der Körper des Fisches ist bedeckt große Menge Hautwucherungen, Beulen und Plaques. Es überrascht nicht, dass diese Meeres-"Quasimodo" es vorziehen, weiterzuleben große Tiefe- Anscheinend verstecken sie sich also vor böswilligen Augen. Aber im Ernst, diese Fische sind sehr interessant. Von anderen Einwohnern Unterwasserwelt Sie zeichnen sich unter anderem durch den vorderen Teil aus Rückenflosse, die sich direkt über dem Mund befindet. Diese leuchtende "Taschenlampe" wird benötigt Seeteufel nicht um ihnen den Weg zu leuchten, sondern um Beute anzulocken.

Pilzmücken

Nicht weniger überraschend sind andere Biolumineszenzstoffe – eine Gattung von Pilzmücken aus der Familie der Pilzmücken. Diese Gattung hieß früher Bolitiphila was "Liebhaber von Pilzen" bedeutet. Es wurde jetzt umbenannt in Arachnocampa- "Spinnenlarve". Tatsache ist, dass die Larve dieser Mücke echte Netze webt. Die Larven, die gerade ans Tageslicht geschlüpft sind, sind nur 3-5 mm lang, aber im Endstadium der Entwicklung werden sie bis zu 3 cm groß.Im Larvenstadium verbringen diese Mücken die meisten Um sich zu ernähren und Beute anzulocken, weben sie daher im Laufe ihres Lebens so etwas wie ein Seidennest an der Decke der Höhlen, indem sie die Enden klebriger Fäden herunterhängen, die mit ihren eigenen Körpern leuchten. Häufig in Höhlen und Grotten in Australien und Neuseeland.

Pilzmückenlarven / ©Flickr

Neon-Pilz

Leider ist dieses Wunder der Natur ein umwerfend schöner Leuchtpilz. Chlorophos Mycena Sie werden es in unserer Gegend nicht finden. Um es zu sehen, sollten Sie nach Japan oder Brasilien gehen. Ja, und dort müssen Sie auf die Regenzeit warten, wenn diese erstaunlichen grünen Pilze aus buchstäblich „flammenden“ Sporen erscheinen.

Ob dieses Wunder essbar ist oder nicht, ist unbekannt. Allerdings trauen sich die wenigsten, einen so leuchtenden Teller an den Tisch zu servieren. Wenn Sie sich dennoch dazu entschließen, danach zu suchen, empfehlen wir Ihnen, am Fuß von Baumstämmen, neben heruntergefallenen oder abgeschnittenen Ästen, Laubhaufen oder einfach auf feuchter Erde zu suchen.

Neonpilze / ©Flickr

Riesenkalmar

Es ist der größte biolumineszierende Tintenfisch ( Taningia danae) und wahrscheinlich die meisten schöne Aussicht diese Tiere im Allgemeinen. Die Wissenschaft kennt ein Exemplar mit einer Länge von 2,3 m und einem Gewicht von etwa 161 kg! Es ist jedoch nicht so einfach, diesen majestätischen, gutaussehenden Mann zu sehen: Er lebt in einer Tiefe von etwa 1000 m und kommt in tropischen und subtropischen Gewässern vor. Trotz der Schönheit Taningia danae- ein aggressives Raubtier. Bevor sich der Tintenfisch auf die Beute stürzt, sendet er mit Hilfe kurzer Lichtblitze aus besondere Körperschaften befindet sich auf den Tentakeln. Wozu dienen diese Blitze? Nun, offensichtlich nicht, um das Opfer zu "warnen". Wissenschaftler glauben, dass sie entweder zur Verblindung benötigt werden Bewohner der Tiefsee, oder um die Entfernung zum Ziel abzuschätzen. Und eine farbenfrohe Show hilft dem Tier, das Weibchen zu verführen.

Biolumineszierender Riesenkalmar / ©Flickr