slaid 2

Bioluminestsents on elusorganismide võime hõõguda, mis saavutatakse iseseisvalt või sümbiontide abil. Valgus tekib rohkem arenenud organismides spetsiaalsetes helendavates elundites (näiteks kalade fotofoorides), ainuraksetes eukarüootides - spetsiaalsetes organellides ja bakterites - tsütoplasmas. Nagu selgus, looduses ei eksisteeri hõõguvad taimed, kuid seal on helendavad bakterid ja seened. MIS ON BIOLUMINETSTSSNS? Seened Bakterid

slaid 3

MIS ON BIOLUMINETSTSSNS? Juba nimi "bioluminestsents" tähendab sõna-sõnalt "nõrk elav sära". Bioluminestsents põhineb keemilised protsessid, milles vabanev energia vabaneb valguse kujul.Elava sära kasutegur on fantastiliselt kõrge: ulatub 80-90%-ni. Meduus Kalad Firefly

slaid 4

MIS ON BIOLUMINETSTSSNS? Kiirgava valguse sagedus ehk selle värvus sõltub valguskvanti (footoni) energiast. Korallid anšoovised

slaid 5

MIS ON BIOLUMINETSTSSNS? Maismaaloomade seas on helendamisvõime pigem erand reeglist, mereloomade seas aga laialt levinud. Helendavate liikide arvukuse poolest selgrootute seas on koelenteraadid (pehmed korallid, meresuled, süvamere meduusid) ja peajalgsed(kalmaar ja seepia) ning akordaatide hulgas - mantelloomad (salpid ja tulekerad), aga ka kalad. Salpa Kalmar

slaid 6

MIS ON BIOLUMINETSTSSNS? Magevee bioluminestseeruvatest liikidest Uus-Meremaa magujalg Latia neritoides ja mitmed bakterid. Maapealsete organismide seas helendab teatud tüübid seened, vihmaussid, teod, sajajalgsed ja putukad. Latia neritoides Helendav tigu Firefly

Slaid 7

BIOLUMINETSTSENTSI AVASTAMISE AJALUGU See lugu sai alguse 4. jaanuaril 1761, kui Taani sõjalaev viis Kopenhaagenist Smyrnasse teadusekspeditsiooni, mille üheks osaliseks oli zooloog Forskol. Üks päev märtsi alguses, kui laev edasi sõitis Põhjameri, märkasid reisijad vees kummalist kuma. Põhjuseks osutus meduusid, "võimelised seest helendama".

Slaid 8

BIOLUMINETSTSENTSI AVASTAMISE AJALUGU Kui meduusid häiriti, helendasid nad eredalt rohelise fosforestseeriva valgusega. Forskol alkoholiseeris mitut meduusi isendit ja kirjutas oma reisipäevikusse ladina keeles: "ärritamisel ja tapmisel nad helendavad."

Slaid 9

BIOLUMINETSTSENTSI AVASTAMISE AJALUGU Mere sära on sajandeid olnud üks suurimad saladused ookean. Teadlased püüdsid seda nähtust seletada nii vees sisalduva fosfori kumaga kui ka vee- ja soolamolekulide hõõrdumisel tekkivate elektrilahendustega ning sellega, et öine ookean eraldab päevasel ajal neeldunud Päikese energiat. . Nüüdseks on kindlaks tehtud, et mere kuma on põhjustatud bioloogilistest põhjustest, millest peamine on mõnede bioluminestseeruvate organismiliikide massiline paljunemine, mis moodustavad olulise osa Maailma ookeani planktonist. Bioluminestseeruv plankton Kammitarretis

slaid 10

BIOLUMINETSTSENTSI FÜÜSIKALIS-KEEMILISED OMADUSED Bakterites on luminofoorvalgud rakus hajutatud, üherakulistel eukarüootsetel organismidel paiknevad need tsütoplasmas membraaniga ümbritsetud vesiikulites. Mitmerakulistel loomadel kiirgavad valgust tavaliselt spetsiaalsed rakud – fototsüüdid. Koelenteraatide ja teiste primitiivsete loomade fototsüüdid helendavad pidevalt või mõne sekundi jooksul pärast mehaanilist või keemilist stimulatsiooni. Loomadel, kellel on arenenud närvisüsteem see kontrollib fotootsüütide tööd, lülitades need sisse ja välja vastuseks välistele stiimulitele või muutumisel sisekeskkond organism. Laternasilm Shishechnik

slaid 11

BIOLUMINETSTSENTS SÜVAMEREKALADES Paljudel süvamere peajalgsetel on keha värvitud mitmevärviliste heledate laikude mustriga ning fotofoorid on väga keerulised, nagu helkurite ja läätsedega ainult õiges suunas paistev prožektor. merikurat

slaid 12

HUVITAV BIOLUMINETSTSSSI KASUTAMINE Valgussähvatused peletavad kiskjad eemale meduuside, ktenofooride ja teiste abitute ja õrnade olendite eest. Korallid ja teised koloniaalloomad helendavad vastuseks mehaanilisele stimulatsioonile ning ka nende puutumatud naabrid hakkavad vilkuma.

slaid 13

HUVITAVAD BIOLUMINETSTSSSI RAKENDUSED Uus-Meremaa Arachnocampa sääse putuktoidulised vastsed punuvad püünisvõrgu ja tõstavad selle oma kehaga esile, meelitades ligi putukaid.

Slaid 14

HUVITAV BIOLUMINETSTSSSI KASUTAMINE Brasiilias ja Uruguays on punakaspruunid tulikärbsed, mille torso ääres on ridamisi erkrohelisi tulesid ja peas on erepunane pirn. On juhtumeid, kus arstid tegid operatsioone pudelisse valatud tulekärbeste valguses.

slaid 15

HUVITAVAD BIOLUMINETSSSI RAKENDUSED Bioluminestsentsi silmatorkavaim rakendus on transgeensete taimede ja loomade loomine. Esimene hiir, kelle kromosoomidesse oli sisestatud GFP geen, loodi 1998. aastal. Esimesed helendavad kalad lõi Taiwani teadlane dr Zhiyuan Gong 2001. aastal.

Kuva kõik slaidid

Mõned mereloomad, sealhulgas 180 kalaliiki, on ainulaadsed struktuurid nende nahas, mis sinise valgusega kokku puutudes panevad nad neoonpunaselt, roheliselt või oranžilt helendama. Seda funktsiooni nimetatakse biofluorestsentsiks. Erinevalt bioluminestsentsist, mis tekib tuhandete mere- ja maismaaloomade organismides keemilise reaktsiooni kaudu, toimub see täiesti erineval viisil. Esiteks ei ole biofluorestsents keemilise reaktsiooni tulemus ja loomade väliskuded ei saa ise valgust kiirata. Selle asemel neelavad fluorestseeruvad organismid sinist valgust, muudavad selle ja kiirgavad seda uuesti. Molekulaarsel tasandil toimub see järgmisel viisil. Spetsiaalsed fluorestseeruvad molekulid kehas neelavad suure energiaga sinise valguse footoneid. Kui need footonid põrkuvad fluorestseeruvate molekulidega, siis viimased "erutuvad" sedavõrd, et nende elektronid muutuvad suure energiaga. Kui elektronid on "erutatud", naasevad nad kiiresti oma algsesse olekusse, kuid selle "lõõgastumise" ajal vabastavad nad energiat footonite kujul. Kuid kuna elektronid kulutasid oma "ergastuse" ajal energiat, kiirgavad nad madalama energiatasemega footoneid kui need, mis neeldusid. Teisisõnu hakkab keha kiirgama pika lainepikkusega valgust, näiteks rohelist, kollast või oranži. Mereloomad, keda iseloomustab biofluorestsents, neelavad pidevalt ookeanis leiduvat sinist valgust. Teatavasti neelavad valgust veemolekulid, vees lahustunud orgaanilised ja anorgaanilised ained ning fütoplankton. Niisiis neelavad infrapuna- ja punase valguse ülemised veekihid täielikult, ookeani sügavatesse kihtidesse tungib ainult roheline-sinine valgus ja rohkem kui 100 meetri sügavusele jääb ainult sinine valgus. Biofluorestsents on omane mereelu asustavad ookeani eri kihte. Nende hulka kuuluvad näiteks kassihai, mõned skorpionkala- ja tropefinkalade perekonna esindajad, aga ka korallid. Teadlaste sõnul on see nähtus eriti levinud korallidesse ja põhjas asuvatesse pragudesse peituvate salakalade seas. Tänapäeval ei oska teadlased üheselt öelda, kuidas loomad biofluorestsentsi kasutavad. Enimlevinud versiooni järgi on see funktsioon aga vajalik selleks, et nad saaksid omavahel suhelda. Pealegi võimaldab see meetod kaladel salaja signaale vahetada, jäädes röövloomadele nähtamatuks. On ju teada, et neoonvalgust ei näe mitte kõik kalad, vaid ainult liigid, millega eriline struktuur silma. Teadlased peavad aga seda küsimust veel põhjalikumalt uurima. Huvitav on see, et mõned loomaliigid võivad kiirata mitut värvi valgust. Näiteks suurem osa kehast merihobune hippokampus erectus kiirgab punast valgust, kuid looma silmade ümber on rohelised helendavad laigud.

Ookeanide ja merede sügavustes elab palju hämmastavaid elusolendeid, kelle hulgas on tõeline looduse ime. Need on süvamere, mis on varustatud ainulaadsed organid- fotofoorid. Need spetsiaalsed laternanäärmed võivad paikneda erinevates kohtades: peas, suu või silmade ümber, antennidel, seljal, külgedel või keha protsessides. Fotofoorid on täidetud hõõguvate bioluminestseeruvate bakteritega limaga.

süvamere hõõguv kala

Väärib märkimist, et hõõguv kala suudab bakterite hõõgumist ise kontrollida, laiendades või ahendades veresooni, tk. Valgussähvatused nõuavad hapnikku.

Üks huvitavamaid esindajaid hõõguv kala on süvamere õngitsejad, mis elavad umbes 3000 meetri sügavusel.

Meetri pikkuste emaste arsenalis on spetsiaalne ritv, mille otsas on "söödamajakas", mis meelitab saaki. Kõrgelt huvitav vaade on põhja galateatauma (lat.Galatheathauma axeli), mis on varustatud kerge "söödaga" otse suhu. Ta ei "häda" end jahipidamisega, sest talle piisab mugava asendi võtmisest, suu avamisest ja "naiivse" saagi neelamisest.

Merikurat (lat. Ceratioidei)

Teine huvitav esindaja, hõõguv kala on must draakon (lat. Malacosteus niger). Ta kiirgab punast valgust spetsiaalsete "prožektorite" abil, mis asuvad tema silmade all. Ookeani süvamereelanike jaoks on see valgus nähtamatu ja must draakoni kala valgustab tema teed, jäädes samas märkamatuks.

Tõsi on need süvamere kalade esindajad, kellel on spetsiifilised luminestsentsorganid, teleskoopsilmad jne. süvamere kala, ei tohiks neid segi ajada süvamere šelfiga, millel selliseid kohanemisorganeid pole ja mis elavad mandri nõlval.

Must draakon (ladina keeles Malacosteus niger)

Tuntud alates hõõguv kala:

laternasilmne (lat. Anomalopidae)

helendavad anšoovised ehk miktofovye (lat. Myctophidae)

merikurat (lat. Ceratioidei)

Brasiilia helendavad (sigari)haid (lat. Isistius Brasiliensis)

gonostoom (lat. Gonostomatidae)

chauliodnye (lat. Chauliodontidae)

Helendavad anšoovised on väikesed kalad, millel on külgsuunas kokkusurutud keha, suur pea ja väga suur suu. Nende keha pikkus on olenevalt liigist 2,5–25 cm Neil on erilised helendavad elundid, mis kiirgavad rohelist, sinist või kollakat valgust, mis tekib tänu keemilised reaktsioonid esinevad fototsüütilistes rakkudes.

Hõõguvad anšoovised (ladina Myctophidae)

Need on laialt levinud üle kogu ookeani. Paljudel müktofiide liikidel on tohutult palju. Myctophidae koos Photihthidae ja Gonostoomadega moodustavad kuni 90% kõigist teadaolevatest süvamere kaladest.

Gonostoom (lat. Gonostomatidae)

Nende süvamere tabamatute esindajate elu merefauna, hoolikalt peidetud uudishimulike pilkude eest, nii et see voolab 1000–6000 meetri sügavusel. Ja kuna maailma ookeani on teadlaste sõnul uuritud vähem kui 5%, ootab inimkond endiselt palju hämmastavaid avastusi, nende hulgas võib-olla leidub uut tüüpi süvamere. hõõguv kala.

Ja teiste, mitte vähem huvitavate olenditega, kes elavad mere sügavused teile tutvustatakse neid artikleid:

Bioluminestsents on elusorganismide võime hõõguda. See põhineb keemilistel protsessidel, mille käigus vabanev energia vabaneb valguse kujul. Bioluminestsents meelitab ligi saaki, kaaslasi, suhtlemist, hoiatamist, maskeerimist või heidutust.

Teadlased usuvad, et bioluminestsents ilmnes anaeroobsetest eluvormidest aeroobsetele üleminekufaasis iidsete bakterite kaitsereaktsioonina seoses "mürgiga" - hapnikuga, mida rohelised taimed fotosünteesi käigus vabastasid. Bioluminestsentsi leidub bakterites, seentes ja üsna paljudes loomaklassi esindajates – algloomadest akordideni. Eriti levinud on see aga vähilaadsete, putukate ja kalade seas.

Bakterid aitavad organismidel valgust "luua" või saavad selle ülesandega hakkama omal käel. Sel juhul võib valgus kiirata nii kogu keha pinda kui ka spetsiaalseid, peamiselt naha päritolu organeid – näärmeid. Viimaseid leidub paljudel mereloomadel ja maismaaloomadel - putukatel, mõnedel vihmaussidel, sajajalgsetel jne.

tulekärbes

Võib-olla kõige kuulsam bioluminestsents. tulekärbeste perekond ( Lampyridae) on umbes 2000 liiki. Troopikas ja subtroopikas on nende mardikate suurim mitmekesisus, kuid territooriumil endine NSVL neid putukaid oli ainult seitse perekonda ja umbes 20 liiki. Noh, nad ei vaja üldse valgust, et "see oleks meile kerge pime öö”, Aga omavaheliseks suhtlemiseks, olgu selleks siis isaste kutsuvad märguanded emaseid otsides, miimika (ümbritseva valgustuse all näiteks lambipirni valgus või muru valgustav kuu), territooriumi kaitsmine, ja nii edasi.

Harilik tulikärbes / ©Flickr

Öövalgus

Noctiluca scintillans, ehk öövalgus, kuulub nn dinoflagellaatide liiki. Mõnikord nimetatakse neid fotosünteesivõime tõttu ka dinoflagellaadideks. Tegelikult on enamik neist arenenud rakusisese kestaga flagellaadid. Just dinoflagellaadid on kuulsate "punaste loodete" süüdlased, nähtused on nii hirmutavad kui ka ilusad. Kuid eriti suurepärane on muidugi öötulede sinine “valgustus”, mida võib öösel täheldada merede, ookeanide ja järvede vetes. Nii punane värv kui ka sinine sära on põhjustatud nende imeliste pisikeste organismide rohkusest vees.

Öövalgustitega valgustatud vesi / ©Flickr

Õngitseja

Sellel süütul merikura liigil on oma nimi kondine kala saanud oma äärmiselt ebaatraktiivse välimuse tõttu. Otsustage ise:

Süvamere õngitseja/ ©Flickr

Merikuraditel on “valakoes”, mistõttu nende suu on pidevalt lahti ja sealt paistavad välja teravad naelhambad. Kala keha on kaetud suur kogus nahakasvud, punnid ja naastud. Pole üllatav, et need mere "quasimodo" eelistavad elada suur sügavus- ilmselt varjavad nad end pahatahtlike silmade eest. Aga tõsiselt, need kalad on väga huvitavad. Teistelt elanikelt veealune maailm neid eristab muuhulgas esiosa seljauim, mis asub otse suu kohal. Seda helendavat "taskulampi" on vaja mere kuradid mitte neile teed valgustama, vaid saaki meelitada.

seenesääsed

Vähem üllatavad pole ka teised bioluminestsentsid – seensääskede perekonda kuuluv seensääskede perekond. Seda perekonda kutsuti varem Bolitiphila mis tähendab "seente armastajat". Nüüd on see ümber nimetatud Arachnocampa- "ämbliku vastne". Fakt on see, et selle sääse vastne koob tõelisi võrke. Äsja päevavalgele koorunud vastsed on vaid 3-5 mm pikkused, kuid arengu lõppfaasis kasvavad kuni 3 cm. Just vastsefaasis need sääsed veedavad. enamus oma elust, seetõttu punuvad nad saaklooma toitmiseks ja ligimeelitamiseks koobaste lakke midagi siidipesa taolist, mis ripuvad alla kleepuvate niitide otstes, mis valgustavad nende enda keha. Levinud koobastes ja grottides Austraalias ja Uus-Meremaal.

Seenesääse vastsed / ©Flickr

neoonseen

Kahjuks on see looduse ime üks vapustavalt ilus helendav seen. Klorofos Mükeen Meie piirkonnas te seda ei leia. Et seda näha, tuleks minna Jaapanisse või Brasiiliasse. Jah, ja seal peate ootama vihmaperioodi, mil need hämmastavad rohelised seened ilmuvad sõna otseses mõttes "leegitsevatest" eostest.

Kas see ime on söödav või mitte, pole teada. Kuid vähesed inimesed julgevad sellist helendavat taldrikut lauale serveerida. Kui otsustate seda siiski otsida, soovitame teil vaadata puutüvede alust, mahalangenud või niidetud okste, lehehunnikute kõrvale või lihtsalt niiskele pinnasele.

Neoonseened / ©Flickr

hiidkalmaar

See on suurim bioluminestseeruv kalmaar ( Taningia danae) ja ilmselt kõige rohkem ilus vaade need loomad üldiselt. Teadus teab isendit, mille pikkus oli 2,3 m ja kaal umbes 161 kg! Seda majesteetlikku nägusat meest pole aga nii lihtne näha: ta elab umbes 1000 m sügavusel ning teda leidub troopilistes ja subtroopilistes vetes. Vaatamata ilule Taningia danae- agressiivne kiskja. Enne saagile löömist kiirgab kalmaar lühiajalisi valgussähvatusi erikehad paiknevad kombitsatel. Milleks need välgud? No ilmselgelt mitte selleks, et ohvrit "hoiatada". Teadlased usuvad, et neid on vaja kas pimestamiseks süvamere elanikud või selleks, et hinnata kaugust sihtmärgini. Ja värvikas etendus aitab loomal emast võrgutada.

Hiiglaslik bioluminestseeruv kalmaar / ©Flickr