Биолуминесценция

Omphalotus nidiformis

Океаните

Биолуминесценцията е предимно морско явление.

"Той е преобладаващият източник на светлина в най-голямата част от обитаемия обем на Земята - дълбокия океан. За разлика от тях, биолуминесценцията по същество отсъства (с малки изключения) в сладките води, дори в езерото Байкал".

Биолуминесценцията се среща в морето на всички нива: планктонни, пелагични и бентосни организми. Някои планктонни групи, като динофлагелатите и ктенофорите (гребеновидни желета), я използват в повечето видове. Повечето дълбоководни морски обитатели използват биолуминесценция под една или друга форма. Обикновено морската светлинна емисия принадлежи към синия и зеления светлинен спектър - дължините на вълните, които могат да се предават през морската вода най-лесно.

Функции на биолуминесценцията

За списък вижте уебстраницата на Biolum.

Камуфлаж с контрасветкавица

При някои видове калмари бактериалната биолуминесценция се използва за контрасветкавица, така че животното да съответства на горната светлина на околната среда, която се вижда отдолу. При тези животни светлинните органи контролират контраста на това осветление, за да създадат оптично съвпадение. Обикновено тези светлинни органи са отделени от тъканта, съдържаща биолуминесцентните бактерии.

Привличане

Биолуминесценцията се използва като примамка за привличане на плячка от някои дълбоководни риби, като например рибата въдичар. Висяща примамка на главата на рибата привлича малки животни на близко разстояние. Някои риби обаче използват небиолуминесцентна примамка.

Акулата кукери използва биолуминесценция за камуфлаж, но малък участък от долната част на корема ѝ остава тъмен и изглежда като малка рибка на плуващите под нея големи хищни риби като риба тон и скумрия. Когато тези риби се опитат да консумират "малката риба", те биват ухапани от акулата, която издълбава малки кръгли парчета месо с формата на "бисквитка" от своите гостоприемници.

При динофлагелатите този механизъм има интересен обрат. Когато чрез движението си във водата усетят хищник от планктона, динофлагелатите започват да луминисцират. Това от своя страна привлича още по-големи хищници, които изяждат бъдещия хищник на динофлагелата.

Привличането на партньори е важна функция на биолуминесценцията. Това се наблюдава при светулките, които използват периодично мигане на коремчетата си, за да привличат партньори в сезона на чифтосване. В морската среда това е добре документирано само при някои малки ракообразни, но може да е доста разпространено.

Отблъскване

Някои калмари и малки ракообразни използват биолуминесценция, както много калмари използват мастило. Изхвърля се облак от луминесценция, който обърква или отблъсква потенциалния хищник, докато калмарът или ракообразното бягат на безопасно място. Всеки вид светулка има ларви, които светят, за да отблъскват хищниците.

Женска на Lampyris noctiluca, обикновения светещ червей.


Ларва на светулка

Биотехнологии

Биолуминисцентните организми са обект на много области на изследване. Луциферазните системи се използват широко в областта на генното инженерство. Те се използват и в биомедицинските изследвания, за да придадат на някои клетки видими етикети. Луциферинът може да се добавя към молекули и клетки, за да ги направи видими под микроскоп. "Този пазар сега е на стойност около 20 млрд. Ако отидете в болница и си направите кръвен тест, който измерва вирусни протеини, ракови протеини, хормони, витамини, бактериални протеини, лекарства, почти сигурно ще се използва тази техника".

Структурата на фотофорите - светлинните органи в биолуминесцентните организми - се изследва от индустриалните дизайнери.

Художествено представяне на биолуминесцентен антарктически крил

Биолуминисцентни организми

Това е списък на организмите, които имат видима биолуминесценция:

Сухоземни организми

Животни:

• Членестоноги
• светулки
• бръмбари с кликване
• светещи червеи
• железопътни червеи
• някои мицетофилни мухи
• някои стоножки, като Geophilus carpophagus.
• някои многоножки, като Motyxia.
• сухоземно мекотело (тропически сухоземен охлюв)
• Quantula striata
• Анелиди
• Гъби - Общо 71 вида са биолуминесцентни, включително видове Armillaria, Omphalotus, Mycena, Gerronema, Pleurotus.
• Гъби (вж. Foxfire)
• Гъба Jack O'Lantern (Omphalotus olearius)
• призрачна гъба (Omphalotus nidiformis)
• Медена гъба
• Panellus stipticus

Риба

• Anglerfish
• Акула, изрязана от бисквитки
• Риба с фенерче
• Змиорка от вида Gulper
• Риба фенер
• Морска риба люпилня
• Риба мичман
• Pineconefish
• Viperfish

Светулки

Въпреки името си светулките всъщност са бръмбари, които използват ензимна реакция, включваща химическо съединение, наречено луциферин, за да предизвикат типичната си зеленикава мигаща светлина. Освен че предупреждават хищниците за своята токсичност, се смята, че основната цел на мигащото им коремче е да привличат партньори.

Морски безгръбначни животни

• много Cnidaria
• Морски писалки
• корали
• Aequorea victoria, медуза
• някои Ctenophores или "гребеновидни желета"
• някои бодлокожи (напр. Ophiurida)
• някои ракообразни
• остракоди
• копеподи
• крил
• два вида хаетогнати (chaetognaths)
• някои мекотели
• някои миди и други двучерупчести
• някои нудибранхи, морски охлюви
• Октоподи
• Bolitaenidae
• ред Teuthida
• Колосален калмар
• Mastigoteuthidae
• Sepiolidae
• Пенливи калмари Enope
• Калмар-вампир

Микроорганизми

• Динофлагелати (напр. Noctiluca scintillans, Pyrodimium bahamense).
• Vibrionaceae (напр. Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, Vibrio phosphoreum)
• Членовете на морското бактериално семейство Shewanellaceae, Shewanella hanedai и Shewanella woodyi, са биолуминисцентни.