Что такое биолюминесценция и как её используют в природе и человеком?

Биолюминесценция — это производство и испускание света живыми организмами. Чарльз Дарвин наблюдал это явление в море в 1832 году. Греческий философ Аристотель ещё около 350 г. до н.э. отметил, что это «холодный» свет, не производящий тепла.

Это форма хемилюминесценции, при которой сине-зелёный свет возникает в результате окисления соединения люциферина ферментом люциферазой.

Биолюминесценция в природе

  • Явление эволюционировало независимо как минимум 40 раз.
  • Более 75% глубоководных существ производят собственный свет.
  • Рыба-удильщик использует светящуюся приманку, чтобы привлечь добычу. Свет производят симбиотические бактерии Photobacterium, живущие в её эске (приманке).
  • Гавайский кальмар Euprymna scolopes имеет симбиоз с бактерией Aliivibrio fischeri. Ночью бактерии светятся, помогая кальмару маскироваться под ночное небо (контр-освещение). Изучение этих бактерий привело к открытию чувства кворума — «химического языка» для подсчёта числа клеток.
  • Планктон Noctiluca scintillans («морская искра») производит вспышки света при физическом воздействии. Эта реакция — эффект «сигнализации», который отпугивает хищника.

Использование биолюминесценции человеком

  • История: Племена использовали светящиеся грибы как факелы, шахтёры — светлячков как лампы.
  • Экология: Светимость культур Aliivibrio fischeri используется для мониторинга токсичности воды — при загрязнении свет гаснет.
  • Военное дело: В 1918 году биолюминесцентное цветение выдало след немецкой подлодки U-boat. В Гражданской войне в США «Свет ангела» на ранах солдат, вероятно, производили бактерии Photorhabdus luminescens, защищавшие от инфекции.
  • Медицина: В 2008 году Нобелевская премия по химии была присуждена за открытие и развитие зелёного флуоресцентного белка (GFP) из медузы Aequorea victoria. GFP встраивают в клетки и животных для изучения биологии и болезней.
  • Будущее: Биолюминесценция рассматривается как потенциальная форма зелёной энергии (например, светящиеся деревья вместо фонарей).
2018-07-27