Dzīvnieki, kas izstaro gaismu. Prezentācija par tēmu "bioluminiscence". Zemūdens pasaulē var redzēt citas krāsainas gleznas

16.06.2019

"Mana planēta" stāsta par pārsteidzošu parādību – gaišām dzīvām būtnēm un par to, kur un kad tās var redzēt.

Apmēram 800 radījumu sugas uz planētas tumsā spīd kā spuldzes. Tās ir labi zināmās ugunspuķes un dažas sliekas, un zemūdens iemītnieki - dziļjūras zivis, medūzas, kalmāri. Daži organismi pastāvīgi spīd, un daži spēj uzplaiksnīt tikai īsus. Daži spīd ar visu ķermeni, citiem šim nolūkam ir īpaši "zibspuldzes" un "bākas".

Gaismu organismi izmanto visvairāk dažādiem mērķiem: lai piesaistītu laupījumu un partnerus, maskētu, nobiedētu un dezorientētu ienaidniekus vai vienkārši sazinātos ar cilts biedriem.

Dzīvu būtņu spēju izstarot gaismu sauc par bioluminiscenci. Tā pamatā ir ķīmiska reakcija, ko izraisa noteiktu vielu klātbūtne un ko papildina enerģijas izdalīšanās. Zinātnieki sāka pētīt bioluminiscenci tikai gadā XIX beigas gadsimtā, un šajā jomā joprojām ir daudz jautājumu un noslēpumu. Mēs runāsim par pārsteidzošākajiem gaismas radījumiem, kas apdzīvo mūsu planētu.

ugunspuķes

Uguņu dzimtas pārstāvji (un to sugu ir ap 2000) naktī sarīko iespaidīgus apgaismojumus, izmantojot savu gaismas ierīci uz vēdera, lai pārotos un sazinātos savā starpā. Mirdzēt spēj ne tikai pieaugušie, bet arī olas un kāpuri. Pārstāvju gaisma dažādi veidi atšķiras pēc nokrāsām un rakstura: no sarkandzeltenas līdz zaļai, no nepārtrauktas līdz pulsējošai. Daudzas šo vaboļu sugas var regulēt gaismu savās "spuldzītēs": spīdēt spilgti vai vāji, kad tās savāc kopā, mirgo un vienlaikus izdziest. Īpaši mānīgas ir Amerikas ugunspuķes Photuris versicolor mātītes: sākumā tās izstaro gaismas signālus, lai piesaistītu savas sugas tēviņus, un pēc pārošanās ar tām maina izsaukuma signālus, lai pievilinātu citas sugas tēviņus - jau gastronomiskiem nolūkiem.

Uz ugunspuķu piemēra var saprast, kā vispār notiek bioluminiscences process: vaboles vēderā atrodas fotogēnas šūnas, kas satur mazas molekulas - lucefirīnus. Īpaša enzīma – luciferāzes – ietekmē tie oksidējas, atbrīvojoties enerģijai (reakcijai nepieciešama skābekļa, adenozīna trifosfāta un magnija jonu klātbūtne). Šajā gadījumā enerģija netiek izmantota apkurei, kā, piemēram, ar kvēlspuldzi, bet gandrīz pilnībā nonāk aukstā gaismā. Firefly "spuldzes" efektivitāte sasniedz 98%, savukārt parasta kvēlspuldze spēj pārvērst gaismā tikai 5% enerģijas. 38 vaboļu gaisma var konkurēt ar vidējas vaska sveces liesmu.

Daudzās valstīs cilvēki ugunspuķes izmantoja kā gaismas avotus pirms Edisona izgudrošanas. Aborigēni Centrālajā un Dienvidamerika izrotājuši sevi un savas mājas ar ugunspuķēm rituālo svētku dienās. Amazones indiāņi piesēja pie kājām ugunsvaboles, cerot tās aizbiedēt ar gaismu. indīgas čūskas džungļos. Portugāļi, kas kolonizēja Brazīliju, eļļas vietā lika vaboles lampās pie ikonām. Japāņu geišas pildīja pītos traukus ar ugunskuriem - tika iegūtas iespaidīgas naktslampiņas. Uguņu ķeršana un to apbrīnošana ir japāņu sena izklaide.

Kur redzēt: piemēram, jūnijā var ierasties japāņu fermā Yuyake Koyake (pusstundas attālumā no Tokijas), kur dzīvo ap 2500 kriketu.

Medūzas

Medūza Aequorea victoria kļuva par slavenību, pateicoties japāņu zinātniekam Osamu Šimomurai: viņš jau 50. gados sāka interesēties par tās mirdzumu, gadu desmitiem ilgi ķēra līdzīgas medūzas spainī un pārbaudīja aptuveni 9000 īpatņu. Rezultātā laboratorijā no medūzas tika izdalīts zaļais proteīns (GFP), kas fluorescē ar zaļganu gaismu, kad to apgaismoja zilā gaismā. Līdz brīdim, kad parādījās gēnu inženierija un tika atrasta GFP izmantošana, tas šķita kā sīzifa uzdevums: tagad šo gēnu var implantēt dzīvos organismos un redzēt, kas notiek šūnās. Šimomura par šo atklājumu 2008. gadā saņēma Nobela prēmiju ķīmijā.

Kur redzēt: plkst Rietumu krasts Ziemeļamerika.

kvēlojoši tārpi

Luminiscējošie tārpi dzīvo Sibīrijas augsnē. Viņiem ir gaismas punkti visā ķermenī, tie reaģē zilgani zaļā gaisma uz dažādiem stimuliem (mehāniskiem, ķīmiskiem, elektriskiem), kas spēj spīdēt līdz desmit minūtēm, pakāpeniski izbalējot. Apbrīnojamos tārpus, ko sauc par Fridericia heliota, atklāja un pētīja Krasnojarskas zinātnieki. Saņēmuši megagrantu bioluminiscences biotehnoloģiju laboratorijas izveidei Sibīrijas federālajā universitātē, viņi uzaicināja to pašu Osamu Šimomuru un spēja atšifrēt tārpu gaismas proteīna struktūru un pat sintezēt to laboratorijā. Šogad viņi publicēja savu gadu ilgā pētījuma rezultātus. Zinātnieki paši savāca tārpus, izšķūrējot tonnas Sibīrijas augsnes.

Kur redzēt: naktī Sibīrijas taigā.

moskītu kāpuri

Sēnīšu odi Arachnocampa pavada no sešiem mēnešiem līdz gadam kāpuru stāvoklī, un moskītu aizsegā tie dzīvo tikai vienu vai divas dienas. Kā kāpuri viņi kā zirnekļi auž zīda tīklus un izgaismo tos ar savu zili zaļo gaismu. Rezultātā viņu kolonijas uz alu sienām un griestiem izskatās kā zvaigžņotas debesis. Jo izsalkušāki ir kāpuri, jo spožāk tie spīd, piesaistot laupījumu - mazus kukaiņus.

Kur redzēt: Austrālijas un Jaunzēlandes alās – īpaši iecienītas tūristu vidū dažādas valstis Laivu braucieni uz Waitomo alām.

vēžveidīgie

Otrā pasaules kara laikā japāņi savāca mazo spārnu ostracod Cypridina hilgendorfii un izmantoja tos nakts apgaismojumam. Šīs dabiskās spuldzes ieslēdzas ļoti vienkārši: vienkārši samitriniet tās ar ūdeni.

Kur redzēt: iekšā piekrastes ūdeņi un Japānas smiltis.

Zivis

Okeānu dziļumos dzīvo pārsteidzošas gaismas zivis, kas aprīkotas ar īpašiem orgāniem - fotoforiem. Tie ir laternu dziedzeri, kas var atrasties jebkur: uz galvas, muguras, sāniem, ap acīm vai muti, uz antenām vai ķermeņa procesiem. Tie ir piepildīti ar gļotām, kuru iekšpusē mirdz bioluminiscējošās baktērijas. Interesanti, ka zivs pati var kontrolēt baktēriju mirdzumu, sašaurinot vai paplašinot asinsvadus – gaismas uzplaiksnījumiem ir nepieciešams skābeklis. Visinteresantākās no spožajām zivīm ir dziļjūras jūrasvelns, kas dzīvo apmēram 3 km dziļumā zem ūdens. Mātītēm, kuru garums var sasniegt metru, ir īpaša makšķere ar “bākuguni” galā: tā ir gaisma, kas pievelk upuri. Progresīvākajam jūrasvelnu veidam, bentosa galateatuma Galateathauma axeli, ir viegla "ēsma" tieši tā mutē. Viņai nav nepieciešams medīt - vienkārši atveriet muti un norijiet savu upuri.

Vēl viena krāsaina zivs ir melnais pūķis (Malacosteus niger). Tas ir ievērojams ar to, ka tas izstaro sarkanu gaismu ar īpašu "prožektoru" palīdzību, kas atrodas zem acīm. Gaisma nav redzama gandrīz nevienam no okeāna dziļjūras iemītniekiem, un zivis var droši izgaismot savu ceļu, paliekot nepamanītas.

Kur redzēt: dziļi okeānā.

kalmāri

Kalmāru vidū ir aptuveni 70 bioluminiscējošas sugas. Pasaulē lielākais gaismas radījums ir milzu kalmārs Taningia danae - zinātniekiem izdevās redzēt 2,3 m garu un 60 kg smagu indivīdu. Uz viņa taustekļiem atrodas gaišie orgāni. Zinātnieki ierosina, ka kalmārs izstaro gaismas zibšņus, lai padarītu upuri aklu un izmērītu attālumu līdz mērķim. 2007. gadā Tokijas Nacionālā zinātnes muzeja komanda nofilmēja fragmentu no milzu kalmāru medībām, kas dzīvo līdz 1000 m dziļumā.

Vēl viens pārsteidzošs galvkāji ir vampīru kalmārs Vampyroteuthis infernalis. Neparasto mirdzošo orgānu dēļ zinātnieki viņu izcēla atsevišķā grupā. Papildus diviem lieliem fotoforiem viņam visā ķermenī ir mazas gaismas "laternas", turklāt viņš no taustekļu galiem var atbrīvot gaismas aizkaru, kas sastāv no daudzām zilām gaismas bumbiņām. Tas ir spēcīgs ierocis cīņā pret ienaidnieku tas ilgst līdz desmit minūtēm un ļauj kalmāram noslēpties briesmu gadījumā. Interesanti, ka zemūdens vampīrs var pielāgot krāsas plankuma spilgtumu un izmēru.

Kur redzēt: marta sākumā Japānā netālu no Tojamas līča piekrastes dzīvo ugunspuķu kalmāru Watasenia bari. Šīs mazās radības dzīvo rietumu daļā Klusais okeāns līdz 350 m dziļumā un pavasarī iznāk virszemē nārstot, sarīkojot tūristiem gaismas šovu.

uguņošana

Ugunsbumbas jeb pirosomas ir jūras brīvi peldošas koloniālās radības no tunikātu klases. Tie sastāv no tūkstošiem mazu organismu, ko sauc par zooīdiem. Katrā no tiem ir baktēriju gaismas orgāni, kuru dēļ visa kolonija luminiscē ar zilgani zaļu gaismu, kas redzama vairāk nekā 30 m attālumā.Šis dzīvnieks, līdzīgs milzu tārps, slēgts gals uz āru, un pieaugušais varētu ietilpt iekšējā dobumā. Zemūdens briesmonis var izaugt līdz 30 m garumā. Biologi sauc pirosus jūras vienradži, jo tie ir viens no noslēpumainākajiem un maz pētītākajiem radījumiem uz planētas.

Kur redzēt:ūdeņi netālu no Austrālijai piederošās Tasmānijas salas ir viena no retajām vietām uz planētas, kur ugunsbumbas peld tuvu krastam. 2011. gadā Maikls Barons šajās vietās nofilmēja 18 metrus garu jūras vienradzi.

zaļie dzīvnieki

Pateicoties olbaltumvielai, kas izolēta no medūzām, zinātnieki ir izaudzējuši dzīvniekus, kas mirdz zaļā krāsā, ja tiek apgaismoti ar ultravioleto gaismu. 1998. gadā parādījās pirmā zaļā pele ar GFP gēnu, tad zinātnieki pasaulei dāvāja zaļas cūkas un aitas, mirdzošas krāsainas zivis GloFish un ģenētiski modificētus zīdtārpiņus, kas ražo fluorescējošu zīdu. Zinātnieki cer, ka krāsainie gēni palīdzēs cīnīties ar tādām slimībām kā HIV, vēzis, Parkinsona un Alcheimera slimība.

Bioluminiscence (tulkojumā no grieķu "bios" - dzīvība, un latīņu "lūmen" - gaisma) ir dzīvo organismu spēja izstarot gaismu. Šis ir viens no visvairāk pārsteidzošas parādības. Dabā tas nenotiek ļoti bieži. Kā tas izskatās? Skatāmies:

10 Kvēlojošs planktons

Foto 10. Kvēlojošs planktons, Maldīvija

Kvēlojošs planktons Gipslendas ezerā, Austrālijā. Šis mirdzums ir nekas vairāk kā bioluminiscence – ķīmiski procesi dzīvnieku organismā, kuros izdalītā enerģija izdalās gaismas veidā. Apbrīnojamo savā būtībā, bioluminiscences fenomenu, paveicās ne tikai ieraudzīt, bet arī nofotografēt fotogrāfu Filu Hārts (Phil Hart).

9 Kvēlojošas sēnes

Fotoattēlā redzams Panellus stipticus. Viena no retajām sēnēm ar bioluminiscenci. Šis sēņu veids ir diezgan izplatīts Āzijā, Austrālijā, Eiropā un Ziemeļamerika. Aug grupās uz baļķiem, celmiem un stumbriem lapu kokiīpaši uz ozoliem, dižskābaržiem un bērziem.

8. Skorpions

Fotoattēlā redzams skorpions, kas spīd ultravioletajā gaismā. Skorpioni neizstaro paši savu gaismu, bet tie spīd zem neredzamā neona gaismas stara. Lieta tāda, ka skorpiona ārējā skeletā ir viela, kas ultravioletā starojuma ietekmē vienkārši izstaro savu gaismu.

7. Glowworms Waitomo alas, Jaunzēlande

Gaismas moskītu kāpuri mīt Waitomo alā Jaunzēlandē. Tie aptver alas griestus. Šie kāpuri atstāj kvēlojošu gļotu pavedienus, līdz 70 vienam tārpam. Tas viņiem palīdz noķert mušas un pundurus, ar kuriem tie barojas. Dažām sugām šādi pavedieni ir indīgi!

6 Kvēlojošas medūzas, Japāna

6. fotoattēls. Kvēlojošas medūzas, Japāna

Apbrīnojams skats bija vērojams Tojamas līcī Japānā – līča krastā izskaloti tūkstošiem medūzu. Un šīs medūzas dzīvo tālāk lieli dziļumi, un vairošanās sezonas laikā pacelties virspusē. Tajā brīdī viņi milzīgā skaitā tika nogādāti uz sauszemes. Ārēji šis attēls ļoti atgādina spīdošu planktonu! Bet tās ir divas pilnīgi atšķirīgas lietas.

5. Gaismas sēnes (Mycena lux-coeli)

Šeit redzamās mirdzošās Mycena lux-coeli sēnes. Tie aug Japānā lietus sezonā uz kritušiem Chinquapin kokiem. Šīs sēnes izdala gaismu, pateicoties vielai, ko sauc par luciferīnu, kas oksidējas un izdala šo intensīvo zaļgani balto mirdzumu. Ir ļoti smieklīgi, ka latīņu valodā Luciferu nozīmē "devēja gaisma". Kas to zinātu! Šīs sēnes dzīvo tikai dažas dienas un mirst, kad lietus beidzas.

4. Ostrakods Cypridina hilgendorfii mirdzums, Japāna

Cypridina hilgendorfii - tas ir vēžveidīgo strausu nosaukums, sīki (lielākoties ne vairāk kā 1-2 mm), caurspīdīgi organismi, kas dzīvo Japānas piekrastes ūdeņos un smiltīs. Tie spīd, pateicoties vielai luciferīnam.

Interesants fakts ir tas, ka Otrā pasaules kara laikā japāņi vāca šos vēžveidīgos, lai naktī iegūtu gaismu. Pēc šo organismu samitrināšanas ūdenī tie atkal sāk spīdēt.

3. Kvēlojošas ugunspuķes

Foto 3. Ilgās ekspozīcijas ugunspuķu foto

Šādi izskatās ugunspuķu biotopi, uzņemti ar lēnu slēdža ātrumu. Fireflies mirgo, lai piesaistītu pretējā dzimuma uzmanību.

2. Gaismas baktērijas

Kvēlojošās baktērijas – apbrīnojami dabas parādība. Gaisma baktērijās tiek ražota citoplazmā. Viņi dzīvo galvenokārt jūras ūdens, un retāk uz sausas zemes. Viena baktērija pati izstaro ļoti vāju, gandrīz neredzamu gaismu, bet tad, kad tās atrodas lielā skaitā, tad tie mirdz ar intensīvāku, ļoti patīkamu zilu gaismu.

1. Medūza (Aequorea Victoria)

Sešdesmitajos gados japāņu izcelsmes amerikāņu zinātnieks Osamu Šimomura no Nagojas universitātes identificēja luminiscējošu proteīnu aequorin no medūzas Aequorea victoria. Šimomura parādīja, ka ekvorīns tiek ierosināts ar kalcija joniem bez skābekļa (oksidācija). Citiem vārdiem sakot, gaismu izstarojošais fragments pats par sevi nav atsevišķs substrāts, bet gan substrāts, kas cieši saistīts ar proteīnu. Tas savukārt deva milzīgu ieguldījumu ne tikai zinātnē, bet arī medicīnā. 2008. gadā Šimomura tika apbalvota Nobela prēmija par jūsu darbu.

Ekoloģija

Daži dzīvi organismi var apgaismot tumšās vietas bez saules gaismas palīdzības. Kamēr Slavenākās bioluminiscējošās radības ir ugunspuķes, bez tiem ir Dažādi kukaiņi, sēnes, baktērijas, medūzas un kaulainas zivis kas var spīdēt. Biežāk viņi izmanto ķīmiskās reakcijas naktī, alās vai okeāna melnajos dzīlēs.

Bioluminiscence attīstījās kopā ar dzīvību uz zemes, lai gan nav neviena ziedoša auga, kam būtu šī spēja, un ļoti maz dzīvnieku spēj mirdzēt, pētnieki uzskata, ka šīs spējas daudzkārt ir attīstījušās neatkarīgi viena no otras.

Kā stāsta Amerikas muzeja jaunās bioluminiscences izstādes pārstāvji dabas vēstureŅujorkā, tas ir attīstījies vismaz 50 reizes, un varbūt vēl vairāk. Kā stāsta muzeja ihtioloģijas kurators Džons Sparkss, kaulaino zivju spēja mirdzēt, dažreiz ar kvēlojošu baktēriju palīdzību, dažādās grupās attīstījusies 20 līdz 30 reizes.

"Arī zivju gadījumā mēs zinām, ka katru reizi spējas attīstījās neatkarīgi viena no otras, jo šajā procesā tika izmantotas dažādas ķīmiskas reakcijas, kuras izmantoja dažādas grupas. Vieni izmantoja īpašu baktēriju" pakalpojumus, citi mācījās mirdzēt viņu pašu."

Tumsā mirdzošie organismi izmanto dažādas variācijas ķīmiskās reakcijas, kas ietver vismaz trīs sastāvdaļas: luciferāzes enzīmu, kas palīdz skābeklim saistīties ar organiskajām molekulām (trešā sastāvdaļa), sauc par luciferīnu. Reakcijas rezultātā radītā ļoti lādētā molekula atbrīvo enerģiju gaismas veidā.

Organismiem, kas izmanto šo komponentu, bioluminiscencei ir daudz pielietojumu saskaņā ar izstādes materiāliem. Fireflies izmanto gaismu, lai piesaistītu biedrus un brīdinātu plēsējus par toksīniem, ar kuriem tie var saskarties, ja tie uzbrūk ugunskuriem. dziļjūras makšķernieki izmantot "izgaismotu" ēsmu, lai piesaistītu laupījumu. Sudrabvēdera zivīm arī mirdz vēders, kas ir sava veida maskēšanās, kas palīdz tām saplūst. vide. Dinoflagelāti, vienkāršākie vienšūnas organismi, mirdz, kad tos traucē, iespējams, lai atbaidītu plēsēju vai piesaistītu citu plēsēju, kas barojas ar viņu "ienaidnieku". Moskītu sēnīšu kāpuri spīd, lai piesaistītu upuri.

Lielākā daļa bioluminiscējošo organismu, aptuveni 80 procenti sugu, dzīvo planētas "blīvāk apdzīvotajā" vietā - jūras dziļumos. Faktiski tiek uzskatīts, ka lielākā daļa sugu, kas dzīvo zem 700 metriem, var radīt savu gaismu. Nav vienprātības par to, kāpēc spēja mirdzēt ir tik daudz reižu attīstījusies, taču teorija par pielāgošanos dzīvei jūras dziļumi, pēc Sparks domām, vispopulārākais.

"Luciferīni, šīs gaismu ražojošās molekulas, ir labi antioksidanti, tāpēc tiek uzskatīts, ka tie kādā brīdī varētu būt kalpojuši kā antioksidanti un pēc tam "pārkvalificēti", " skaidro Sparks.

Pieaugot skābekļa saturam okeānā, dzīvnieki pārvietojās dziļos ūdeņos, lai tie nebūtu sasniedzami ultravioletais starojums. Dziļos ūdeņos, kur antioksidanti vairs nav nepieciešami, lai labotu UV starojuma radītos ģenētiskos bojājumus, luciferīni ir kļuvuši par organismiem, kas ražo gaismu.

Tomēr ne viss, kas spīd, ir bioluminiscējoši. Daži organismi, piemēram, koraļļi, spīd, absorbējot gaismu no viena ultravioletā starojuma viļņa garuma un izlaižot to citā viļņa garumā. Tā kā UV starojums cilvēka acij nav redzams, var šķist, ka šīs radības rada savu gaismu.

Izstāde "Gaismas būtnes: dabiskā bioluminiscence" tiek atklāta Amerikas Dabas vēstures muzejā Ņujorkā 31. martā un skatāma līdz 2013. gada 6. janvārim.

Bioluminiscence ir dzīvo organismu spēja mirdzēt. Tas ir balstīts uz ķīmiskie procesi, kurā atbrīvotā enerģija tiek atbrīvota gaismas veidā. Bioluminiscence kalpo, lai piesaistītu laupījumu, biedrus, saziņu, brīdinājumu, maskēšanos vai atturēšanu.

Zinātnieki uzskata, ka bioluminiscence parādījās pārejas posmā no anaerobām uz aerobām dzīvības formām kā seno baktēriju aizsargreakcija saistībā ar "indi" - skābekli, ko fotosintēzes laikā izdalīja zaļie augi. Bioluminiscence ir sastopama baktērijās, sēnēs un diezgan plašā dzīvnieku klases pārstāvju lokā - no vienšūņiem līdz hordātiem. Bet tas ir īpaši izplatīts starp vēžveidīgajiem, kukaiņiem un zivīm.

Baktērijas palīdz organismiem “radīt” gaismu vai arī tiek galā ar šo uzdevumu pats par sevi. Šajā gadījumā gaisma var izstarot gan visu ķermeņa virsmu, gan īpašus orgānus – dziedzerus, galvenokārt ādas izcelsmes. Pēdējie ir sastopami daudziem jūras dzīvniekiem, bet starp sauszemes dzīvniekiem - kukaiņiem, dažām sliekām, simtkājiem utt.

jāņtārpiņš

Varbūt visslavenākā no bioluminiscencēm. ugunspuķu ģimene ( Lampyridae) ir aptuveni 2000 sugu. Tropi un subtropi var lepoties ar vislielāko šo vaboļu daudzveidību, bet teritorijā bijusī PSRS bija tikai septiņas šo kukaiņu ģintis un apmēram 20 sugas. Viņiem nemaz nav vajadzīga gaisma, lai “padarītu to mums gaišu tumša nakts”, Bet savstarpējai saziņai, vai tie būtu tēviņu izsaukuma signāli mātīšu meklējumos, mīmika (apkārtējā apgaismojumā, piemēram, spuldzītes gaisma vai mēness, kas apgaismo zāli), teritorijas aizsardzība, un tā tālāk.

Parastā ugunspuķe / ©Flickr

Nakts gaisma

Noctiluca scintillans, jeb nakts gaisma, pieder pie tā saukto dinoflagelātu sugas. Dažreiz tos fotosintēzes spējas dēļ sauc arī par dinoflagelātiem. Patiesībā lielākā daļa no tiem ir flagellāti ar attīstītu intracelulāru apvalku. Tieši dinoflagelāti ir slaveno "sarkano plūdmaiņu" vaininieki, parādības ir tikpat biedējošas, cik skaistas. Taču īpaši krāšņs, protams, ir nakts uguņu zilais “izgaismojums”, ko naktī var novērot jūru, okeānu un ezeru ūdeņos. Gan sarkano krāsu, gan zilo mirdzumu izraisa šo apbrīnojamo sīko organismu pārpilnība ūdenī.

Nakts gaismas apgaismots ūdens / ©Flickr

Makšķernieks

Šis nevainīgais makšķerveidīgās kaulainās zivs veids savu nosaukumu ieguva sava ārkārtīgi nepievilcīgā izskata dēļ. Spriediet paši:

Jūras velniem ir "nepareizs sasaistījums", tāpēc viņu mute pastāvīgi ir atvērta, un no tās izceļas asi zobi. Zivju ķermenis ir pārklāts liels daudzumsādas izaugumi, izciļņi un plāksnes. Nav pārsteidzoši, ka šie jūras "kvazimodo" dod priekšroku dzīvot tālāk liels dziļums- acīmredzot, tāpēc viņi slēpjas no ļaundabīgām acīm. Bet ja nopietni, tad šīs zivis ir ļoti interesantas. No citiem zemūdens pasaules iemītniekiem, cita starpā, tos izceļas ar priekšējo daļu muguras spura, kas atrodas tieši virs mutes. Šis gaismas "lukturis" ir vajadzīgs jūras velni nevis lai apgaismotu viņiem ceļu, bet lai piesaistītu laupījumu.

sēņu odi

Ne mazāk pārsteidzoši ir arī citi bioluminiscenti - sēnīšu odu ģints no sēnīšu odu dzimtas. Šo ģints agrāk sauca Bolitiphila kas nozīmē "sēņu mīļotājs". Tagad tas ir pārdēvēts par Arahnokampa- "zirnekļa kāpurs". Fakts ir tāds, ka šī moskītu kāpurs auž īstus tīklus. Tikko dienas gaismā izšķīlušies kāpuri ir tikai 3-5 mm gari, bet beigu attīstības stadijā izaug līdz 3 cm.Tieši kāpuru stadijā šie odi pavada lielākā daļa no savas dzīves, tāpēc, lai pabarotu un pievilinātu laupījumu, viņi uz alu griestiem iepin kaut ko līdzīgu zīda ligzdai, nokarinot lipīgu pavedienu galus, kas izgaismo ar viņu pašu ķermeni. Izplatīts alās un grotās Austrālijā un Jaunzēlandē.

neona sēne

Diemžēl šis dabas brīnums ir satriecoši skaista luminiscējoša sēne. Hlorofoss Mikēnas Mūsu reģionā jūs to neatradīsit. Lai to redzētu, jādodas uz Japānu vai Brazīliju. Jā, un tur būs jāgaida lietus sezona, kad šīs apbrīnojamās zaļās sēnes parādās no burtiski “liesmojošām” sporām.

Nav zināms, vai šis brīnums ir ēdams vai nē. Tomēr daži cilvēki uzdrošinās pasniegt tik mirdzošu šķīvi pie galda. Ja tomēr nolemjat to meklēt, iesakām aplūkot koku stumbru pamatnes, blakus nokritušiem vai nozāģētiem zariem, lapotņu kaudzēs vai vienkārši uz mitras augsnes.

milzu kalmārs

Tas ir lielākais bioluminiscējošais kalmārs ( Taningia danae) un, iespējams, visvairāk skaists skatsšie dzīvnieki kopumā. Zinātnei ir zināms paraugs, kura garums bija 2,3 m un svars bija aptuveni 161 kg! Taču ieraudzīt šo majestātisko skaisto vīrieti nav tik vienkārši: viņš dzīvo aptuveni 1000 m dziļumā un sastopams tropu un subtropu ūdeņos. Neskatoties uz skaistumu Taningia danae- agresīvs plēsējs. Pirms uzduršanās upurim kalmārs ar palīdzību izdala īsus gaismas uzplaiksnījumus īpaši ķermeņi atrodas uz taustekļiem. Kam domātas šīs zibspuldzes? Nu acīmredzot ne tādēļ, lai "brīdinātu" cietušo. Zinātnieki uzskata, ka tie ir nepieciešami vai nu aklumam dziļjūras iedzīvotāji, vai lai novērtētu attālumu līdz mērķim. Un krāsains šovs palīdz dzīvniekam savaldzināt mātīti.

2. slaids

Bioluminiscence ir dzīvo organismu spēja mirdzēt, kas sasniegta neatkarīgi vai ar simbiontu palīdzību. Gaisma tiek radīta vairāk attīstītos organismos īpašās gaismas orgāni(piemēram, zivju fotoforos), vienšūnu eikariotos - īpašās organellās, bet baktērijās - citoplazmā. Kā izrādījās dabā neeksistē kvēlojoši augi, bet ir gaismas baktērijas un sēnītes. KAS IR BIOLUMINESCENCE? Sēnes Baktērijas

3. slaids

KAS IR BIOLUMINESCENCE? Pats nosaukums "bioluminiscence" burtiski nozīmē "vājš dzīvs spīdums". Bioluminiscences pamatā ir ķīmiskie procesi, kuros atbrīvotā enerģija tiek atbrīvota gaismas veidā.Dzīvā mirdzuma efektivitāte ir fantastiski augsta: tā sasniedz 80-90%. Medūza Zivis Firefly

4. slaids

KAS IR BIOLUMINESCENCE? Izstarotās gaismas frekvence, tas ir, tās krāsa, ir atkarīga no gaismas kvanta (fotona) enerģijas. Koraļļi Anšovi

5. slaids

KAS IR BIOLUMINESCENCE? Starp sauszemes dzīvniekiem spēja mirdzēt ir drīzāk noteikuma izņēmums, bet jūras dzīvnieku vidū tā ir plaši izplatīta. Gaismojošo sugu skaita ziņā starp bezmugurkaulniekiem, koelenterāti (mīkstie koraļļi, jūras spalvas, dziļjūras medūzas) un galvkāji(kalmāri un sēpijas), un starp hordātiem - tunikāti (salpas un ugunsbumbas), kā arī zivis. Salpa Kalmārs

6. slaids

KAS IR BIOLUMINESCENCE? No saldūdens bioluminiscējošām sugām Jaunzēlande vēderkāji Latia neritoides un vairākas baktērijas. Starp sauszemes organismiem mirdz noteikti veidi sēnes, sliekas, gliemeži, simtkāji un kukaiņi. Latia neritoides Gaismas gliemezis Firefly

7. slaids

BIOLUMINECES ATKLĀŠANAS VĒSTURE Šis stāsts aizsākās 1761. gada 4. janvārī, kad dāņu karakuģis veica zinātnisku ekspedīciju no Kopenhāgenas uz Smirnu, kuras viens no dalībniekiem bija zoologs Forskols. Kādu dienu marta sākumā, kad kuģis brauca tālāk Ziemeļu jūra, pasažieri pamanīja dīvainu mirdzumu ūdenī. Iemesls izrādījās medūzas, "kas spēj mirdzēt iekšā".

8. slaids

BIOLUMINECES ATKLĀŠANAS VĒSTURE Kad medūzas tika traucētas, tās spilgti kvēloja zaļā fosforescējošā gaismā. Forskols alkoholizēja vairākus medūzu eksemplārus un savā ceļojuma dienasgrāmatā ierakstīja latīņu valodā: "kad kaitina un nogalina, tās spīd."

9. slaids

BIOLUMINECES ATKLĀŠANAS VĒSTURE Gadsimtiem ilgi jūras mirdzums ir bijis viens no lielākie noslēpumi okeāns. Zinātnieki šo parādību mēģināja izskaidrot gan ar ūdenī esošā fosfora mirdzumu, gan ar elektriskajām izlādēm, kas rodas ūdens un sāls molekulu berzes laikā, gan ar to, ka nakts okeāns izdala dienā absorbēto Saules enerģiju. . Šobrīd ir noskaidrots, ka jūras mirdzumu izraisa bioloģiski cēloņi, no kuriem galvenais ir dažu bioluminiscējošu organismu sugu masveida savairošanās, kas veido ievērojamu daļu no Pasaules okeāna planktona. Bioluminiscējošais planktons Ķemmju želeja

10. slaids

BIOLUMINECES FIZIKĀLI ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS Baktērijās luminoforu proteīni ir izkaisīti pa visu šūnu, vienšūnu eikariotu organismos tie atrodas citoplazmā ar membrānu ieskautos pūslīšos. Daudzšūnu dzīvniekiem gaismu parasti izstaro īpašas šūnas – fotocīti. Koelenterātu un citu primitīvu dzīvnieku fotocīti spīd nepārtraukti vai dažu sekunžu laikā pēc mehāniskas vai ķīmiskas stimulācijas. Dzīvniekiem ar attīstītu nervu sistēma tas kontrolē fotocītu darbu, ieslēdzot un izslēdzot tos, reaģējot uz ārējiem stimuliem vai mainoties iekšējā vide organisms. Laternacs Šišečņiks

11. slaids

BIOLUMINECES DZIJJŪRAS ZIVJĀS Daudzu dziļjūras galvkāju ķermenis ir nokrāsots ar daudzkrāsainu gaismas plankumu rakstu, un fotofori ir ļoti sarežģīti, piemēram, prožektors, kas spīd tikai pareizajā virzienā ar atstarotājiem un lēcām. makšķerzivs

12. slaids

INTERESANTA BIOLUMINECES IZMANTOŠANA Gaismas zibšņi atbaida plēsējus no medūzām, ktenoforiem un citiem bezpalīdzīgiem un maigiem radījumiem. Koraļļi un citi koloniālie dzīvnieki spīd, reaģējot uz mehānisku stimulāciju, un arī to neskartie kaimiņi sāk mirgot.

13. slaids

INTERESANTI BIOLUMINECES PIELIETOJUMS Jaunzēlandes Arachnocampa moskītu kukaiņēdāji kāpuri auž slazdošanas tīklu un izceļ to ar savu ķermeni, piesaistot kukaiņus.

14. slaids

INTERESANTA BIOLUMINECES IZMANTOŠANA Brazīlijā un Urugvajā mīt sarkanbrūnas ugunspuķes ar spilgti zaļu gaismiņu rindām gar rumpi un koši sarkanu spuldzi uz galvas. Ir gadījumi, kad mediķi veica operācijas pudelē ielieto ugunspuķu gaismā.

15. slaids

INTERESANTI BIOLUMINISCES PIELIETOJUMS Visspilgtākais bioluminiscences pielietojums ir transgēnu augu un dzīvnieku radīšana. Pirmā pele ar GFP gēnu, kas ievietota hromosomās, tika izveidota 1998. gadā. Pirmās gaismas zivis radīja Taivānas zinātnieks Dr. Zhiyuan Gong 2001. gadā.

Skatīt visus slaidus