Биолуминисценција

Од Википедија, слободна енциклопедија

Биолуминисценцијата продукција и емисија на светлина од страна на живи организми како резултат на хемиска реакција при која хемиската енергија се претвора во светлосна. Името е комбинација од еден грчки збор bios, што значи живот или она што им припаѓа на живите и латинскиот збор lumen, кој значи светлина. Биолуминисценцијата може да се предизвика од страна на помали симбиотички организми што заедно влегуваат во состав на некој поголем организам. Најчесто овој феномен настанува како резултат на една ензимско-каталитичка хемолуминисцентна реакција, во која пигментот луциферин се оксидира со помош на ензимот луцифераза. Аденозинот трифосфат (ATP) влегува во најголем дел од реакциите. Хемиската реакција може да се случи во или надвор од клетката.

[уреди] Карактеристики

Слика на биолуминисцентен црвен бран од 2005 година на плажа во Карлсбад, Калифорнија, која открива брилијантен син сјај на брановите што содржат билиони претставници на динофлагелатите, во главно сите припадници на фамилијата протисти, подвидот Lingulodinium polyedrum

Проценето е дека преку 90% од живите суштества лоцирани на голема длабочина во морињата и океаните се биолуминисцентни на еден или друг начин. Најголем дел од светлината што тие ја зрачат припаѓа на синиот и зелениот спектар, всушност токму на оние бранови должини што најлесно може да се спроведат низ морската вода. Сепак, одреден тип на сé уште недоволни истражени и познати риби, засега наречени виличасти риби, е познато дека зрачат црвена и инфрацрвена светлина.

Биолуминисценција што не потекнува од морска средини, поретко се забележува но прикажува и многу поширок спектар на бои. Две најпознати форми на земјина биолуминисценција, односно биолуминисценција предизвикана од копнени суштества, се биолуминисценциите на златните буби и на Нов Зеланд светулки. Некои други инсекти, ларви, прстенести црви, припадници на арахноидите, па дури и некои типови на габи се смета дека исто така имаат биолуминисцентни способности.

Некои типови биолуминисценција постојат само во текот на ноќта.

[уреди] Адаптација преку биолуминисценција

Уметничка претстава на биолуминисценцијата на антарктичкото ракче (акварел на Уве Килс)

Досега развиени се четири теории кои се обидуваат да го опишат настанокот и развитокот на биолуминисценцијата кај живите суштества:

[уреди] Камуфлажа

Камуфлажата е начин едно суштество да стане условно невидливо преку поклопување на својот морфолошки изглед со оној на околната средина. Биолуминисценцијата кај антарктичкото ракче се смета дека има ваква или слична функција.

[уреди] Привлекување

Забележано е дека биолуминисценцијата се користи и како мамка за привлекување на пленот од страна на еден тип риби кои живеат на големи длабочини, таканаречени англериди. Еден додаток на главата на рибата засветкува и ги привлекува помалите риби на многу мали растојанија од англеридата. Сепак, не сите англериди ја користат оваа мамка. Има и такви кои не се биолуминисцентни.

Еден малечок тип ајкула чиј загриз остава трага слична на колаче и што живее на големи длабочини, користи еден биолуминисцентен трик за да ги намами своите жртви. Освен еден мал дел на нејзиниот стомак, остатокот од нејзиното тело зрачи светлина. На овој начин, големите риби како што се туната и макерелот, гледајќи го само темниот дел и мислејќи дека напаѓаат мала риба доаѓаат доволно близу до ајкулата за да бидат изедени.

Динофлагелатите пак откриле уште поинтересен трик. Кога ќе осетат движење на некој од нивните предатори во нивна непосредна близина, тие луминисцентираат предизвикувајќи уште поголеми предатори да се соберат околу нив и да ги изедат нивните првобитни напаѓачи.

Привлекувањето на партнер за парење, па дури и комуникацијата е уште еден плод на овој зачудувачки феномен. На пример, светулките периодично засветкуваат во својот абдоминален дел во мигот кога бараат партнер. Еден вид ракови, остроподи, користат феромони за да комуницираат на големи растојанија, но биолуминисценција кога нивните партнери се наоѓаат во нивна непосредна близина. Медената печурка привлекува инсекти преку биолуминисценција во мигот кога ќе и биде потребен некој што ќе ги разнесе нејзините спори.

[уреди] Одбивање

Одредени подвидови на сипата користат биолуминисцентни хемиски мешавини или биолуминисцентни бактериски смеси на ист начин и од иста причина како што останатите сипи користат мастило. Луминисцентен облак се испушта зад сипините краци, збунувајќи го предаторот до оној миг кога сипата е способна да се скрие и да избега.

[уреди] Комуникација

Изгледа дека биолуминисценцијата ја игра клучната улога во процесот на комуницирање меѓу бактериите. Таа го помага симбиотичкото навлегување на бактеријата во рамките на нејзиниот домаќин, па дури и го овозможува брзото множење на новите бактериски групации.

[уреди] Биотехнологија

"Вештачка" биолуминисценција кај тутунот индуцирана со помош на генетски инжинеринг.

Биолуминисцентните организми се цел на огромен број на истражувања. Луциферазните системи наоѓаат широка примена во генетскиот инжинеринг (види слика лево). Таму луциферазата се користи како еден вид на информационен ген.

Во голема мера луциферазата се искористува и во биомедицинските истражувања.

Исто така, доста се истражува и структурата на фотофорите, односно органите кои создаваат светлина во биолуминисцентните организми.

Можности за практична употреба на биолуминисценцијата има многу.

Meѓу предложените проекти за искористување на биолуминисценцијата се наоѓаат и следниве:

Новогодишни елки што самостојно светат
Светлечки дрвја поставени на автопатите за намалување на државните сметки за електрична енергија
Растенија и домашни култури што светат кога им треба наводнување
Нови методи за детектирање на бактерии во храната од месно потекло
Био-идентификатори за бегалците од затвор и ментално болните родители
Домашни миленичиња што светат
Брза детекција на бактерии кај труповите