Разкази за съвременната биология
Изтегляне 4.75 Mb. Pdf просмотр
|
| ЖИВАТА СВЕТЛИНА Една ли има човек, който да не е наблюдавал нощния полет на светулките, или да не се е учудвал на призрачно фосфоресциращата светлина, която излъчват някои гнили пънове. Но вероятно малцина знаят, че светенето на живата материя е широко разпространен феномен в природата. Още преди милиони години тя е подарила студената светлина, или биолуминесцирането, на редица бактерии, едноклетъчни, гъби, мекотели, червеи, ракообразни, насекоми и риби. Знаете ли обаче откъде се получава тази жива светлина и какво представлява тя за живите организми — средство за преживяване, за защита или своего рода сигнализация? За живата светлина вече се знае доста много. Тя възниква в резултат на окислителни процеси, които протичат в главните енергетични резерви на организма — липидите. Приема се, че при луминесценцията се окислява субстрат, наречен луциферин, под каталитичното действие на ензима луцифераза. При процеса се отделя голямо количество енергия — около 40–80 ккал/мол. През 50-те години на нашия век Макелрой и сътрудниците му доказаха, че главният фактор за светенето на фотобактериите е редуцираният флавинмононуклеотид (ФМН-Н 2 ). Последвалите многобройни проучвания на бактерийното светене ин витро (извън организма, в изкуствена среда) показаха, че биолуминесцентната реакция е ензимно окисляване на ФМН-Н 2 , който играе ролята на луциферин. Общо взето, луминесцентната реакция в бактериите се отличава от луминесцентните системи на другите организми. Най-съществената разлика на биолуминесценцията от големия брой химични реакции, при които също се отделя светлина, е тази, че при тях се губи твърде много енергия. В някои случаи при биолуминесценцията коефициентът на полезно действие е почти стопроцентов. Излъчваната от живите организми светлина има различен цвят. Някои организми светят с млечнобяла светлина, други със синя или жълтозелена, трети — с червена, а морските обитатели често обагрят 78 водата с всички цветове на дъгата. В Южна Америка се среща ларвата на един вид бръмбар, която местното население нарича влакче. На главата си тя има две червени „фенерчета“, а от двете страни на тялото й са наредени единадесет двойки зелени „прозорчета“. Когато ларвата е спокойна, светят само червените „фенерчета“, но най-малкото дразнене веднага предизвиква пламването и на зелените светлинки по тялото й. Биохимиците успяха да докажат, че промяната на цвета на излъчваната от даден организъм светлина зависи от количеството отделена енергия. Така например синята светлина изисква значително повече енергия, отколкото зелената, а тя пък тя свой ред — повече от червената. Върху светенето на организмите оказват влияние и редица външни фактори. То се влияе извънредно силно от температурата на средата, също и от хидростатичното налягане (за водните организми), от състава на средата и наличието на кислород. Бактериолозите са установили, че бактерийната луминесценция се извършва в доста широк температурен диапазон, но като правило всички фотобактерии светят до 40°C. Няма съмнение, че първите светещи организми, появили се на Земята, са били бактерии, което свидетелствува за милиардите години еволюция на това явление. Предполага се, че появата на биолуминесценцията при микроорганизмите е било своеобразна защитна реакция на тези същества срещу кислорода, който зелените растения започнали да отделят в големи количества. Особено много светещи организми има в моретата и океаните. Вероятно много от нашите читатели са наблюдавали как през топлите летни вечери огромни участъци от морето изведнъж без всякаква видима причина „пламват“ и започват да издават силна фосфоресцираща светлина. Това явление се предизвиква от едноклетъчни организми, които влизат в състава на планктона. Най- често срещаните видове са ноктилука милиарис, ноктилука сцинтиланс, церациум трипос и перидиниум дивергенс. Светенето им е отбранителна реакция и се предизвиква в резултат дори на най-слабо механично дразнене. Да се кара лодка в морето в такива вечери, когато морските води са наситени с милиардите представители на светещия фитопланктон, е истинско удоволствие. От всеки удар на греблата се образуват милиони светещи точки, а водата около бордовете на лодката пламва с извънредно красива млечнозелена светлина. 79 Със защитна цел светят телата и на други морски животни. Ето един краб (крив морски рак) се приближава към мекото извиващо се тяло на морски червей и здравата му щипка мигновено го разсича на две части. В същия миг задната половина на червея се осветява ярко. Ракът се нахвърля върху нея, а другата половина на червея бързо се заравя в тинята. Изключително силните и бързо протичащи регенерационни възможности на червея ще му позволят за сравнително кратко време отново да се сдобие с опашната част на тялото си! По подобен начин се отбраняват и някои видове медузи. А определени видове калмари разполагат с малко по-различно светлинно оръжие. В специални жлези вътре в тялото им живеят по симбионтен начин светещи бактерии. Когато калмарът изпадне в затруднено положение, той като с огнепръскачка изхвърля срещу нападателя си фонтан от светеща материя, който заслепява врага му и позволява на мекотелото бързо да се скрие в безопасни води. Вече е добре известно, че повечето главоноги мекотели излъчват „жива“ светлина. При някои калмари светещите органи са големи, а при други са колкото главичка на карфица. Известни видове дълбоководни калмари имат дори цветни филтри, с които създават цяла гама от бяла, синя, розова и жълта светлина. Функцията на светещите органи при калмарите все още не е добре изяснена. Повечето биолози смятат, че благодарение на тях калмарите могат да се придвижват на стада в гъстия мрак на океанските дълбини. Според други това светене привлича планктона към пипалата им, помага на калмарите да се събират заедно по време на брачния период, да осветяват пътя си или да го използуват като защитно средство. Биолуминесценцията при главоногите мекотели е открита от френския естественик Жан Батист Верани. През 1834 г. съвсем близо до морския бряг край Ница той видял тълпа хора, които с интерес и почуда гледали странното същество (калмар), попаднало в мрежите на рибарите. Верани пуснал животното във ведро с морска вода. „Бях поразен и едновременно пленен от възхитителното зрелище на блестящи петна, които се появиха по тялото на калмара. Ту ме ослепяваше синият лъч на сапфира, ту опаловият на топаза или пък тези богати на оттенъци цветове се смесваха във великолепно сияние, което обкръжаваше мекотелото“ — пише той. |