Объяснение свечения моря предложено
Известно, что характерные синие вспышки — тип биолюминесценции — видимые ночью в некоторых морских средах, вызываются крошечными одноклеточными планктонами, динофлагеллятами. Новое исследование впервые детально описало потенциальный механизм этой биолюминесценции.
Исследование, частично финансируемое Национальным научным фондом (NSF), представлено Сьюзан Смит (Emery School of Medicine), Томасом ДеКурси (Гарвардский университет) и коллегами в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) от 17 октября 2011 года.
Ключевой аспект предлагаемого механизма биолюминесценции у динофлагеллят в исследовании PNAS включает вольтаж-зависимые протонные каналы — каналы в мембранах, которые могут открываться или закрываться химическими или электрическими событиями.
Дж. Вудленд Хастингс, член исследовательской группы Смит и ДеКурси и автор статьи в PNAS, предположил наличие вольтаж-зависимых протонных каналов у динофлагеллят почти сорок лет назад. Но команда Смит и ДеКурси подтвердила их только недавно, идентифицировав и протестировав гены динофлагеллят, похожие на гены для вольтаж-зависимых протонных каналов, ранее идентифицированных у людей, мышей и морских асцидий.
Согласно исследованию, процесс генерации света у динофлагеллят может работать так:
- При движении воды механическая стимуляция посылает электрические импульсы вокруг внутреннего компартмента организма — вакуоли, которая содержит обилие протонов.
- Эти импульсы открывают вольтаж-чувствительные протонные каналы, соединяющие вакуоль с крошечными карманами на её мембране, называемыми сцинтиллонами.
- Открытые каналы направляют протоны из вакуоли в сцинтиллоны.
- Протоны, попадая в сцинтиллоны, активируют люциферазу — белок, производящий вспышки света, который хранится в сцинтиллонах.
Вспышки света в результате активации люциферазы наиболее заметны во время цветения динофлагеллят. Это исследование проливает свет на новые механизмы, лежащие в основе красивого природного явления, и углубляет наше понимание динофлагеллят, некоторые из которых могут производить вредные для окружающей среды токсины.