| Навигация | На главную | Занимательные биологические факты |

Занимательные биологические факты



Оригинальные тексты для сайтов и веб-проектов. Копирайт, рерайт, переводы.
Профессиональное наполнение вебсайтов уникальным контентом и новостями.
Оптимизированные тематичные тексты и фото по низкой стоимости. Надёжно.



Свечение в природе

Безусловно, дьявол, каким бы он ни был, морским или сухопутным, не имеет отношения ни к огненным птицам, ни к светящимся следам. Свечение распространено в природе очень широко, и каждый с ним, наверное, сталкивался. Светятся в темноте гнилушки, иногда по ночам чудесно светится море. Об этом знали еще в древности, не могли только понять причины. Впоследствии удалось выяснить, что светится не сама древесина или вода, а поселившиеся в ней микроорганизмы. Они не одиноки на нашей планете. Способностью светиться обладают самые разнообразные животные и растения. Сейчас на Земле насчитывается более 1100 видов животных, чей свет несколько смягчает мрак в тех местах, где им приходится жить. Свечение бывает наружное и внутриклеточное. В первом случае у животных есть два типа клеток. В одних содержатся крупные желтые тельца особого вещества - люциферина, в других мелкие гранулы фермента люциферазы. Когда животному придет в голову зажечь свои огни, оно с помощью мышечных сокращений выдавливает эти вещества в межклеточные пространства или даже наружу, здесь люциферин окисляется с помощью люциферазы, и возникает свечение. Оно может возникнуть только в воде и при достаточном количестве кислорода. При внутриклеточном свечении и люциферин и люцифераза находятся в одной и той же клетке. Как при этом зажигается свет, никто толком не знает. Возможно, животные резко усиливают подачу в клетки свободного кислорода.

Свечение животных организмов обычно вызывает удивление. Действительно, как могло возникнуть такое на первый взгляд необычное для живых существ свойство? Не одно поколение ученых приходило в замешательство от этого вопроса. Лишь в наши дни оно перестало казаться удивительным.

Исследования, пролившие свет на происхождение биолюминесценции, начались полвека назад. Ученые В. Лепешкин и А. Гурвич открыли сверхслабое свечение у самых обычных растительных клеток. Свечение было настолько слабым, что в те годы не удалось даже сконструировать приборы, которые могли бы их уловить и измерить. Такие приборы создали лишь в самое последнее время. С их помощью ученые смогли установить, что хемилюминесценция, то есть превращение химической энергии непосредственно в световую, очень распространенное явление. Многие вещества при окислении способны светиться, в том числе некоторые жиры. Оказалось, что ткани растений и животных постоянно светятся, особенно интенсивно во время работы. Например, поверхность сокращающегося сердца лягушки дает непрерывное световое излучение.

Свечение тканей животных происходит в основном за счет окисления жиров - липидов. В процессе этих химических реакций возникают возбужденные молекулы, в которых электроны перешли на более высокие орбиты. Когда затем электроны возвращаются на прежние уровни, энергия, которая при этом высвобождается, используется для построения новых химических связей или отдается вовне в виде квантов света. Происходящие в этом случае процессы прямо противоположны фотосинтезу, где свет вызывает переход электрона на более высокий уровень, и энергия используется для синтеза углеводов. Позже выяснилось, что сверхслабая биолюминесценция возникает в организме не только при случайном окислении липидов, но и во время необходимых для поддержания жизни химических реакций. А раз так, было бы странно, если бы не нашлось организмов, которые сумели бы развить, усовершенствовать и использовать это явление. Таких животных на Земле немало, а все остальные, в том числе и мы с вами, светимся, к сожалению, сверхслабо.

Большая часть светящихся организмов живет в морях и океанах. Наиболее распространены перидинеи - крохотные жгутиковые организмы. Это они создают неповторимые по красоте картины светящегося моря. В спокойном состоянии перидинеи не светятся. Только потревоженные движением воды от проходящего судна, на гребнях волн или в зоне морского прибоя они на несколько мгновений вспыхивают ярким светом, чтобы, израсходовав весь запас энергии, погаснуть. Изумительное зрелище представится ночному пловцу, рискнувшему нырнуть в те дни, когда в воде скопилось много перидиней. Каждое движение вызывает фейерверк - profreglament.ru. За стеклом подводной маски в разные стороны разлетаются тысячи искр, как будто кто то зажег десятки бенгальских огней. Зрелище настолько восхитительно, что раз увидевший его запомнит на всю жизнь. Выброшенные с морской пеной на влажный берег, перидинеи не гибнут и вскоре восстанавливают способность светиться. Если их много, то идущий по берегу человек оставляет за собой цепочку ярко горящих следов. Это отдохнувшие перидинеи отвечают вспышкой света на раздражение, вызванное человеческой ногой.

Огненные следы на берегу океана наблюдали не только на Новой Гвинее, их видели и в других местах, как в тропических, так и в полярных странах. Известный исследователь Норденшельд описывает огненные следы на смоченном морской водой снегу побережья Шпицбергена и островах Де Лонга. Здесь светились те же перидинеи или веслоногие рачки - метридии.

Крупные животные чаще всего неспособны вырабатывать люциферин. Они светятся, потому что дают приют светящимся микроорганизмам. Такое содружество называется симбиозом, что означает союз между организмами, основанный на взаимовыгодных условиях. Организм хозяин создает условия, необходимые для жизни его маленьких светящихся друзей, а те, в свою очередь, платят ему веселым лучиком света.

В порядке симбиоза всегда сосуществуют два совершенно определенных вида животных, которые порознь не живут. Но кроме таких постоянных, из века в век существующих союзов, иногда при благоприятных обстоятельствах может возникнуть временное сожительство. Случайные светящиеся поселенцы, прижившиеся на птичьих перьях, и создают сказочных жар птиц. Чаще это водоплавающие, обитающие на побережье морей и океанов. На их перьях, видимо, поселяются морские микроорганизмы. Филины и совы, всю жизнь живущие в дуплах старых гниющих деревьев, заражаются светящимся грибком.

Большинство светящихся организмов живет в океане. Особенно много их на большой глубине, и это понятно: в кромешной мгле океанских глубин свет дают только живые существа. У самых маленьких из них светится все тело, у более крупных имеются специальные органы. Особенно совершенно устроены органы свечения у некоторых головоногих моллюсков и морских глубоководных рыб. Впрочем, обитатели поверхности океанов стараются от них не отставать. У побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах, встречаются стайки морских мичманов - небольших рыбок, длиной 25-35 сантиметров. Обычно эти рыбы обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по морским мелководным заливам. По окончании нереста самки уплывают, а самец остается охранять икру, пока из нее не вылупятся мальки.

Поговорка «нем как рыба» к мичманам не относится, они способны издавать звуки. Охраняющий икру самец беспрерывно жужжит, очевидно отпугивая врагов. Вероятно, поэтому рыбки и снискали себе такую широкую известность. Свое название мичманы получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на морском мундире. Фонарики мичмана, их около трехсот, устроены очень сложно. Это как бы миниатюрные живые прожекторы. Снаружи орган одет темной непрозрачной оболочкой. Внутри она блестящая, хорошо отражающая свет, - это рефлектор. В передней части находится прозрачная линза, концентрирующая световой поток. Внутри - светящаяся в темноте слизь. Морской мичман вряд ли пользуется своими «фонариками» для освещения. Предполагают, что светится он только в брачный период.

У «съедобного кальмара» и многих других животных световые органы используются для освещения. Они обычно бывают значительно больших размеров и располагаются в передней части тела, иногда над глазами или даже на глазах и, следовательно, освещают ту часть пространства, куда смотрит животное. Часто есть приспособление для того, чтобы гасить свет. Это кожная складка, в нужный момент закрывающая светящийся орган.

Свет, испускаемый живыми организмами, может быть разного цвета: белый, сине зеленый, рубиново красный. Иногда одно животное снабжено фонариками 3-4 цветов. Вероятно, цветной свет имеет ряд преимуществ, так как многие животные, не научившиеся его вырабатывать, пропускают поток ахроматических лучей через окрашенные линзы своих фонариков и с их помощью устраивают веселую цветную иллюминацию. Светящаяся слизь внутри живого прожектора обычно бывает скоплением светящихся микроорганизмов - profreglament.ru. Так поступают крупные существа, они предоставляют жилплощадь своим маленьким друзьям. Но бывает и иначе. Почти во всех морях мира обитают одноклеточные жгутиковые организмы ночесветки, крохотные шарики, размером не более 2 миллиметров. С одной стороны у шарика есть глубокое вдавление - рот. Если рассматривать ночесветку через увеличительное стекло, можно разглядеть у нее длинное поперечно исчерченное щупальце и короткий продольно исчерченный жгутик. Ночесветки обладают способностью светиться. В теле некоторых из них, обитающих в тропических морях, сотнями поселяются другие микроскопические жгутиковые организмы - криптомонады. Что же заставляет их жить вместе?

В теле криптомонад есть хлорофилл. Они так же, как зеленые растения, могут извлекать из окружающей среды углекислый газ и синтезировать из него крахмал. Но синтез идет только на свету. Пользуясь даровым освещением и углекислым газом, а его в теле ночесветок образуется много, поселившиеся здесь криптомонады могут синтезировать крахмал даже ночью. Ночесветки тоже не страдают от подобного содружества. Криптомонады помогают им избавляться от вредного углекислого газа, а взамен снабжают кислородом, образовавшимся во время синтеза крахмала.

Морские пучины и тропические лесные дебри излюбленное место обитания живых фонариков, но и под пологом нашего северного леса вспыхивают по ночам крохотные огоньки.

Середина лета - лучшая пора русского леса. На земле у подножья деревьев зеленое море разнотравья, а на солнечных полянах уже порозовела, набирая силы, первая земляника. С наступлением сумерек на полянах, по обочинам дорог и в лесной чащобе зажигаются веселые зеленоватые фонарики. Их свет придает особую, таинственную красоту ночному лесу. Кажется, будто молоденькие озорные звездочки, напроказившие где то там, высоко в небе, спрятались в густую траву от своих строгих воспитателей. Но это не звездочки и не рассыпанные каким-нибудь ротозеем угольки. Возьмите в руки любой - он холодный. Это светится небольшое насекомое - ивановский червячок, или, как его еще иначе называют, светлячок. Мало кому попадались они на глаза днем. Светлячки - ночные насекомые. Днем они прячутся в густой траве, а ночью выходят на охоту. Ивановские червячки - хищники, они питаются улитками, паучками и маленькими насекомыми.

Самец и самка у ивановского червячка очень непохожи друг на друга. Самка более крупная, в 2-3 сантиметра длиной, с маленькой головкой, грудью, на которой расположены 3 пары ног, и большим мясистым брюшком. Вся она буро коричневого цвета, за исключением нижней стороны трех последних члеников брюшка. Эти членики белые. Они то и светятся. Сквозь хитиновую оболочку брюшка свет легко распространяется, богато пигментированные хитиновые покровы на спинной стороне тела его почти не пропускают. Днем самка прижимает брюшко к земле и становится почти незаметной. Но как только лес окутает сумрак ночи, она поспешно выбирается из своего укрытия, залезает на высокий стебелек и повисает вниз брюшком, изгибая его так, чтобы нижняя сторона была вывернута вверх: свет особенно хорошо должен быть виден сверху. Фонарик служит для привлечения самцов. Свет ивановских светлячков довольно яркий и виден издалека. С помощью одного светлячка, водя им по строчкам, можно читать книгу.

Самцы светлячков значительно меньше самок и хорошо летают, зато светиться почти не могут.

Природа подарила русскому лесу только один живой фонарик, одно светящееся насекомое. Другой вид светлячков обитает у нас на Кавказе. Они светятся во время полета. Носящиеся в воздухе красноватые искорки придают особое очарование темным южным ночам.

Свечение - очень распространенное явление природы, но, смешно сказать, мы до сих пор не знаем, как используют свой свет большинство живых организмов. Только с лесными светлячками все ясно. Свет им необходим, чтобы в брачный период самцы находили самок. В тропиках, где обитает множество разных светлячков, они мигают короткими вспышками света. Просто светиться нельзя, их бы постоянно путали самцы, и род светлячков мог бы исчезнуть с лица земли. Ведь ошибка стоила бы самцу жизни: самка, обнаружив, что перед ней «чужой» кавалер, непременно слопает такого нерадивого путаника. Чтобы избежать возможной неразберихи, светлячкам пришлось выработать очень сложную систему сигнализации - profreglament.ru. Летящие по ночному лесу самцы посылают в темноту призыв - ритмические вспышки света. Заметив сигналы, сидящая на земле или в ветвях самочка начинает отвечать, причем у каждого вида светлячков - через строго определенное время после сигнала самца. По величине интервала между призывной и ответной вспышкой света самец определяет, которая из ответивших самок «своя», а которая «чужая». Если самочка ошибется и начнет посылать ответы немножко раньше или немножко позже, чем полагается, это может ввести в заблуждение крылатого кавалера.

Не удивительно, что такая система сигнализации не привилась повсеместно. Рассудительные «мужчины» не захотели зависеть от своих легкомысленных дам. Светлячки, живущие в Юго Восточной Азии, не носятся по ночам в кромешной темноте в поисках подруги. Спокойно рассевшись по ветвям где нибудь на лесной полянке, они все вместе, сколько бы их тут ни было, строго одновременно посылают во мрак световой сигнал, и ночной лес озаряется ритмическими вспышками, словно кто то установил в джунглях огромный транспарант вроде тех, что появляются в праздничные дни на улицах наших городов. Самкам остается только разыскать с нетерпением поджидающую их компанию кавалеров, определить по частоте вспышек, свои это или чужие, и выбрать, к кому из них подлететь.

Свечение используется при защите от врагов. В глубинах океана обитают кальмары и каракатицы, которые спасаются от нападающих врагов тем, что выбрасывают облако светящейся жидкости, которое по форме и размеру очень напоминает их самих. Не мудрено, что кровожадному преследователю случается обмануться и наброситься на светящуюся подделку, тогда как ее хозяин, не теряя времени, скрывается во мраке. Так же поступают многие мелкие морские рачки. Около рта у глубоководных креветок расположены специальные железы, из которых в случае опасности вытекает световое облако. Подвергшаяся нападению стайка креветок тотчас отгораживается от хищника «огненной» завесой из множества светящихся пятен и бросается врассыпную.

Многие животные «зажигаются», только оказавшись в чьих-нибудь зубах. Это тоже средство защиты: может, хищник испугается или откроет рот от удивления, и тогда удастся удрать. Особенно хитро поступают некоторые черви. Если их разрезать пополам, начинает светиться только задняя половина, передняя такой способности не обнаруживает.

Один из пионеров изучения морских глубин, Уильям Биб, во время глубоководного погружения увидел за стеклом иллюминатора крупного, слабо светящегося червя. На глазах наблюдателя этот незадачливый червяк, видовую принадлежность которого исследователь определить не сумел, был перекушен надвое. Хвостовой конец вспыхнул ярким светом и был тотчас же проглочен. Совсем по другому повел себя головной обрывок. Он тотчас погасил огни и поспешно скрылся во мраке. У большинства червей очень сильно развита способность к регенерации утраченных частей тела, видимо, и у этого червя хвост очень скоро отрастет вновь. Вероятно, свечение, так же как судорожные подергивания отброшенного ящерицей хвоста, служит только для того, чтобы отвлечь внимание нападающего и, пожертвовав менее ценным, спасти основное.

Не исключено, что есть и другие способы использования живого света для защиты от врагов. Может быть, существует световая сигнализация. Ведь яркая вспышка крохотного рачка, попавшего в зубы к сардине, не что иное, как сигнал опасности. Скопление рачков, потревоженное напавшими на них рыбами, ярко светится, сигнализируя своим собратьям, что здесь опасность. Возможно, вспышки крохотных ночесветок на гребнях волн служат сигналом для остальных, что нужно опускаться на глубину. Пока это только предположения. Насколько они справедливы, судить трудно. Никто не знает, есть ли какая-нибудь польза самой ночесветке оттого, что она может светиться.

Подавляющее число светящихся организмов живет в кромешной темноте. Казалось бы, что свет живых прожекторов нужен им в первую очередь для того, чтобы освещать себе дорогу. Но, приглядевшись к ним внимательнее, убеждаешься, что большинству из них светящиеся органы служат в лучшем случае лишь для того, чтобы находить друг друга и узнавать сородичей по цвету и рисунку светящихся пятен да для привлечения добычи. Очень интересным устройством снабжены глубоководные удильщики. У них один из лучей спинного плавника достигает очень большой длины и направлен не назад, как остальные, а вперед. С этого своеобразного удилища прямо над самой пастью чудовища свешивается приманка - грушеобразное утолщение, очень ярко окрашенное, а у многих к тому же еще и светящееся. Не нужно объяснять, что подводные обитатели, неосмотрительно заинтересовавшиеся этой приманкой, вмиг оказываются в зубах коварной рыбины.

* * *

Сказочный царь Берендей, узнав о существовании Жар-птицы, захотел иметь эту диковинку у себя дома. Пользоваться живым светом для собственных нужд повелось еще с древних времен.

В тропических лесах Бразилии растут грибы, у которых светится нижняя сторона шляпки. Местные жители давно используют их вместо карманных фонариков. Хоть свет и не очень яркий, но достаточный, чтобы ночью не спотыкаться на лесных тропинках.

Морских светящихся рачков использовали во время войны в японской армии. Каждый офицер носил коробочку с этими рачками. Сухие рачки не светятся, но стоит смочить их водой, и фонарь готов. Где бы ни находились солдаты: на бесшумно всплывшей в ночной тишине подводной лодке, в густых дебрях тропических джунглей или на бескрайних степных равнинах, всегда может возникнуть необходимость зажечь свет, чтобы рассмотреть карту или написать донесение. Но делать этого нельзя. Ночью свет электрического фонарика или даже зажженной спички виден издалека, а слабый свет фонарика из морских рачков нельзя различить уже за несколько десятков шагов. Это очень удобно, нисколько не нарушает маскировки.

Можно использовать светящиеся организмы и для освещения домов. Для этого придумали специальные бактериальные лампы. Устройство ламп незамысловато: стеклянная колба с морской водой, а в ней взвесь микроорганизмов.

Свет одной бактерии ничтожен. Чтобы лампа давала свет, равный одной свече, в колбе должно находиться не менее 500000000000000 микроорганизмов. Но они малы, поэтому можно создавать довольно яркие лампы. Такими лампами в 1935 году во время международного конгресса был освещен большой зал Парижского океанографического института.

Будут ли люди в век атомной энергии и строительства гигантских электростанций использовать светящиеся организмы? Вероятно, будут. В последние годы началось интенсивное освоение морских глубин. На морском дне построены первые дома, в которых люди могут подолгу жить и работать - profreglament.ru. Очень заманчиво использовать на подводных дорогах естественное освещение - свет морских организмов. Некоторые ученые поддерживают эту идею. Еще интереснее освоить в искусственных условиях превращение химической энергии непосредственно в световую. Лампы, работающие на этом принципе, должны быть очень экономичными, гораздо более выгодными, чем наши лампы накаливания. Ведь вся энергия, затрачиваемая при биолюминесценции, полностью переходит в свет, тогда как у ламп накаливания в свет превращается только 12 процентов затрачиваемой энергии. Кроме того, что тоже отнюдь не маловажно, для них не нужно тянуть издалека электрический кабель. Воплощение этой идеи вполне реально. Век бурного развития химии принесет нам, вероятно, и еще более удивительные открытия.



Качественное и надёжное обслуживание (ведение, администрирование) вебсайтов,
интернет-магазинов, витрин, блогов, форумов и других web проектов недорого.
Полное администрирование сайтов, включая наполнение контентом и продвижение.





2009-2017 © profreglament.ru
Многоуровневая концепция методологического знания - тенденции современных научных изысканий