Биолюминесценция – это способность живых организмов светиться. Она основана на химических процессах, при которых высвобождающаяся энергия выделяется в форме света. Биолюминесценция служит для привлечения добычи, брачных партнеров, коммуникации, предупреждения, маскировки или отпугивания.

Ученые полагают, что биолюминесценция появилась на стадии перехода от анаэробных форм жизни к аэробным как защитная реакция древних бактерий по отношению к «яду» – кислороду, который выделяли зеленые растения в процессе фотосинтеза. Биолюминесценция встречается у бактерий, грибов и довольно большого спектра представителей животного класса – от простейших до хордовых. Но особенно распространена она среди ракообразных, насекомых и рыб.

«Создать» свет организмам помогают бактерии, либо же они справляются с этой задачей собственными силами. При этом свет может испускать как вся поверхность тела, так и специальные органы – железы по преимуществу кожного происхождения. Последние есть у многих морских животных, а из наземных – у насекомых, некоторых дождевых червей, многоножек и т.д.

Светляк обыкновенный

Пожалуй, самый известный из биолюминесцентов. Семейство светляков (Lampyridae ) насчитывает около 2000 видов. Наибольшим разнообразием этих жуков могут похвастаться тропики и субтропики, а вот на территории бывшего СССР насчитывалось всего семь родов и около 20 видов этих насекомых. Ну а свет нужен им вовсе не для того, «чтоб светло было нам самой темной ночью», а для общения между собой, будь то призывные сигналы самцов в поисках самок, мимикрия (под окружающее освещение, например, свет лампочки или Луны, освещающей траву), защита территории и проч.

Светляк обыкновенный / ©Flickr

Ночесветка

Noctiluca scintillans , или ночесветка, относится к виду так называемых динофлагеллят. Иногда их еще называют динофлагеллятовыми водорослями – в связи с их способностью к фотосинтезу. На самом же деле большинство из них представляют собой жгутиконосцев с развитым внутриклеточным панцирем. Именно динофлагелляты – виновники знаменитых «красных приливов», явлений столь же устрашающих, сколь и прекрасных. Но особенно великолепна, конечно, голубая «подсветка» из ночесветок, которую можно наблюдать по ночам в водах морей, океанов и озер. И красный цвет, и голубое свечение вызваны обилием в воде этих удивительных крошечных организмов.

Вода, «подсвеченная» ночесветками / ©Flickr

Морской черт

Свое название этот ни в чем не повинный вид удильщикообразных костистых рыб получил благодаря своей крайне непривлекательной внешности. Судите сами:

Глубоководный морской черт / ©Flickr

Морские черти обладают «неправильным прикусом», из-за чего рот их постоянно открыт, а из него торчат острые зубы-шипы. Тело рыб покрыто большим количеством кожных наростов, бугорков и бляшек. Неудивительно, что эти морские «квазимодо» предпочитают обитать на большой глубине – видимо, так они скрываются от недоброжелательных глаз. Ну а если серьезно, то рыбы эти весьма интересны. От других обитателей подводного мира их, помимо прочего, отличает передняя часть спинного плавника, который расположен прямо над пастью. Этот светящийся «фонарик» нужен морским чертям не для того, чтобы освещать себе путь, а для привлечения добычи.

Грибные комарики

Не менее удивительны и другие биолюминесценты – род грибных комариков из семейства грибных комаров. Раньше этот род назывался Bolitiphila , что означает «любитель грибов». Теперь он переименован в Arachnocampa – «личинка паука». Дело в том, что личинка этого комарика плетет самые настоящие сети. Только что вылупившиеся на свет божий, личинки имеют длину всего 3-5 мм, но в конечной стадии развития вырастают до 3 см. Именно в стадии личинки эти комары и проводят большую часть своей жизни, поэтому, чтобы питаться и привлекать добычу, они плетут на потолке пещер нечто вроде гнезда из шелка, свешивая вниз концы липких нитей, которые подсвечивают собственным телом. Распространены в пещерах и гротах Австралии и Новой Зеландии.

Личинки грибных комариков / ©Flickr

Неоновый гриб

К сожалению, это чудо природы – потрясающий по красоте люминесцентный гриб Chlorophos Mycena – в наших краях не встретишь. Чтобы увидеть его, следует отправиться в Японию или Бразилию. Да и там придется дождаться сезона дождей, когда из буквально «пылающих» спор появляются эти удивительные зеленые грибы .

Съедобно это чудо или нет – неизвестно. Впрочем, мало кто отважится подать к столу такую вот светящуюся тарелочку. Если же все-таки надумаете его искать, советуем смотреть у основания стволов деревьев, рядом с упавшими или срубленными ветками, кучами листвы или просто на сырой почве.

Неоновые грибы / ©Flickr

Гигантский кальмар

Это самый большой биолюминесцентный кальмар (Taningia danae ) и, наверное, самый красивый вид этих животных вообще. Науке известен экземпляр, длина которого составляла 2,3 м, а вес – около 161 кг! Впрочем, увидеть этого величественного красавца не так-то просто: он обитает на глубине порядка 1000 м и водится в тропических и субтропических водах. Несмотря на красоту, Taningia danae – агрессивный хищник. Перед тем как наброситься на жертву, кальмар излучает короткие световые вспышки при помощи специальных органов, расположенных на щупальцах. Для чего нужны эти вспышки? Ну уж явно не для того, чтобы «предупредить» жертву. Ученые полагают, что они нужны либо для ослепления глубоководных обитателей, либо для того, чтобы оценить расстояние до цели. А еще красочное шоу помогает животному соблазнить самку.

Гигантский биолюминисцентный кальмар / ©Flickr

Слайд 2

Биолюминесценция - способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов. Свет создаётся у более высоко развитых организмов в специальных светящихся органах (например, в фотофорах рыб), у одноклеточных эукариот - в особых органоидах, а у бактерий - в цитоплазме. Как выяснилось в природе не существует светящихся растений, но есть светящиеся бактерии и грибы. ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Грибы Бактерии

Слайд 3

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Само название «биолюминесценция» буквально означает «слабое живое свечение». Биолюминесценция основывается на химических процессах, при которых освобождающаяся энергия выделяется в форме света.Коэффициент полезного действия живого свечения фантастически велик: он достигает 80-90%. Медуза Рыбы Светлячок

Слайд 4

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? От энергии светового кванта (фотона) зависит частота испускаемого света, то есть его цвет. Кораллы Анчоусы

Слайд 5

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Среди наземных животных способность к свечению является скорее исключением из правил, но среди морских животных она распространена широко. По числу светящихся видов среди беспозвоночных лидируют кишечнополостные (мягкие кораллы, морские перья, глубоководные медузы) и головоногие моллюски (кальмары и каракатицы), а среди хордовых - оболочники (сальпы и огнетелки), а также рыбы. Сальпа Кальмар

Слайд 6

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Из пресноводных биолюминесцентных видов известны новозеландский брюхоногий моллюск Latia neritoides и ряд бактерий. Среди наземных организмов светятся отдельные виды грибов, земляных червей, улиток, многоножек и насекомых. Latia neritoides Светящаяся улитка Светлячок

Слайд 7

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Эта история началась 4 января 1761 г., когда датский военный корабль вез из Копенгагена в Смирну научную экспедицию, одним из участников которой был зоолог Форскол. Однажды в начале марта, когда корабль плыл по Северному морю, пассажиры заметили в воде странное свечение. Причиной оказались медузы, «способные светиться внутри».

Слайд 8

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Если медуз тревожили, они ярко светились зеленым фосфорическим светом. Форскол заспиртовал несколько экземпляров медуз и записал по-латыни в своем походном дневнике: «при раздражении и гибели светятся».

Слайд 9

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Свечение моря на протяжении веков оставалось одной из величайших загадок океана. Ученые пытались объяснить этот феномен и свечением содержащегося в воде фосфора, и электрическими разрядами, возникающими при трении молекул воды и соли, и тем, что ночной океан отдает поглощенную днем энергию Солнца. В настоящее время установлено, что свечение моря вызвано биологическими причинами, главной из которых является массовое размножение некоторых биолюминесцентных видов организмов, составляющих значительную часть планктона Мирового океана. Биолюминесцентный планктон Гребневик

Слайд 10

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ У бактерий люминофорные белки рассеяны по всей клетке, у одноклеточных эукариотических организмов они находятся в окруженных мембраной пузырьках в цитоплазме. У многоклеточных животных свет обычно излучают специальные клетки – фотоциты. Фотоциты кишечнополостных и других примитивных животных светятся непрерывно или в течение нескольких секунд после механического или химического раздражения. У животных с развитой нервной системой она управляет работой фотоцитов, включая и выключая их в ответ на внешние раздражители или при изменении внутренней среды организма. Фонареглаз Шишечник

Слайд 11

БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ У ГЛУБОКОВОДНЫХ РЫБ У многих глубоководных головоногих тело разрисовано узором из разноцветных световых пятен, а фотофоры устроены очень сложно, наподобие светящего только в нужном направлении прожектора с отражателями и линзами. Удильщик

Слайд 12

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Световые вспышки отпугивают хищников от медуз, гребневиков и других беспомощных и нежных созданий. Кораллы и другие колониальные животные светятся в ответ на механическое раздражение, а их соседи, которых никто не трогал, тоже начинают мерцать.

Слайд 13

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Насекомоядные личинки новозеландских комаров Arachnocampa плетут ловчую сеть и подсвечивают ее собственным телом, привлекая насекомых.

Слайд 14

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В Бразилии и Уругвае водятся красновато-коричневые светлячки с рядами ярко-зеленых огоньков вдоль туловища и ярко-красной лампочкой на голове. Известны случаи, когда врачи производили операции при свете светлячков, насыпанных в бутылку.

Слайд 15

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Самое яркое применение биолюминесценции – создание трансгенных растений и животных. Первую мышь с геном GFP, внедренным в хромосомы, создали в 1998 году. Первых светящихся рыб создал тайваньский ученый доктор Гун (Zhiyuan Gong) в 2001 г.

Посмотреть все слайды

Очень многие организмы растительного и животного мира способны излучать свет. На данный момент таких животных насчитывается порядка 800 видов, часть которых относится к глубоководным обитателям.

Это одноклеточные (ночесветки), кишечнополостные (морские перья, гидроиды, медузы, сифонофоры), гребневики, различные ракообразные, моллюски (особенно глубоководные кальмары), черви и иглокожие. Но не стоит забывать и про рыб, ярким примером которых являются удильщики.

Рассказать обо всех "светящихся в ночи" не хватит времени, поэтому мы решили составить Топ-10 наиболее интересных светящихся представителей глубоководного мира.

Морское перо относится к группе перистых известковых полипов. Известны своей способностью светиться. Свечение – это реакция полипа на различные раздражители. Распространены в тропических и субтропических водах Атлантического океана и Средиземного моря. Селятся колониями на песчаном или илистом морском дне. Питаются планктоном и органикой. Вырастают до 40 сантиметров (верхняя и нижняя части), но на поверхности их «перо» не превышает 25 сантиметров. Всего насчитываются порядка 300 видов.

Рыба-топорик обитает на глубине 200-600 метров, но некоторые экземпляры можно встретить и на глубине до 2 километров. Благодаря узкому хвосту и широкому плоскому телу внешне они чем-то похожи на топор. За что, собственно, и получили свое название. Вырастают не более 7-8 сантиметров. Хищники. Фотофоры (органы свечения) расположены на брюшке. Во время свечения, для рыб, обитающих на большей глубине, его силуэт становится размытым. Поэтому способность к свечению у этих рыб служит для маскировки, а не для заманивания добычи, например как у удильщиков. Рыбы-топорики могут регулировать интенсивность своего сияния.

У каждого представителя этого типа морских беспозвоночных животных имеются «гребни» - гребные пластинки, которые представляют склеенные между собой пучки ресничек. Размеры очень разнообразны – от 2-2,5 мм до 3 м (например, венерин пояс (Cestum Veneris)). Тело похоже на мешочек, на одном конце которого располагается рот, а на другом органы равновесия. У гребневиков нет стрекательных клеток, поэтому пища захватывается сразу ртом или ловчими щупальцами (у гребневиков класса Щупальцевые (Tentaculata)). Они гермафродиты. Питаются планктоном, мальками рыб и другими гребневиками.

Черви-бомбисты были обнаружены в Тихом океане – у побережья Филиппин, Мексики и США. Обитают на глубине от 1,8 до 3,8 километров. Их тело состоит из сегментов и прикрепленных к ним щетинок. Очень хорошо плавают. Делают это при помощи волнообразных движений своего тела. В длину вырастают от 2 до 10 сантиметров.

Основным их способом защиты является запуск «бомбочек» - простых мешочков, наполненных гемолимфой – веществом, которое является «кровью» у беспозвоночных. При приближении противника эти бомбочки отделяются от червя и начинают люминесцировать.

Обитает на глубине 500-1000 метров. Он буквально усеян фотофорами различных размеров, большая часть которых располагается на глазах (на веках и даже в глазном яблоке). Иногда они сливаются в сплошные светящиеся полосы, которые окружают глаз. Он может регулировать интенсивность свечения своих «фар». Питается рыбой и различными позвоночными. Имеет чернильный мешок.

6. Гигантский глубоководный кальмар Taningia danae

Это самый большой биолюминесцентный кальмар. Известный науке экземпляр достигает в длину 2,3 метра и весит около 60 килограммов. Обитает в тропических и субтропических водах на глубине около 1000 метров. Агрессивный хищник. Скорость преследования составляет 2,5 метра в секунду. Кальмар перед нападением излучает короткие световые вспышки при помощи специальных органов, расположенных на щупальцах. Есть несколько предположений о том, для чего ему нужны эти вспышки света:

1. Они помогают кальмару ослепить жертву;
2. позволяют измерить расстояние до цели;
3. или являются элементом ухаживания.

Яркий представитель глубоководный светящихся рыб. Одна из самых страшных рыб в мире. Обитает на глубине до 3000 метров. Отличительной особенностью является отросток на голове у самок, на конце которого располагается мешочек со светящимися бактериями. Он выполняет роль приманки для других глубоководных рыб. Удильщики также питаются ракообразными и головоногими. Очень прожорливы.

С более подробной информацией об этих рыбах Вы сможете ознакомиться .

Это глубоководные креветки. Фотофоры у них располагаются на теле и на специальных участках печени, которые просвечивают сквозь покровы тела. Эти креветки также способны выбрасывать светящуюся жидкость, которая отпугивает противников. К тому же это свечение помогает им находить друг друга в период размножения. У каждого вида этих креветок определенные светящиеся участки. Это помогает им различать друг друга.

9. Адский вампир или адский кальмар-вампир (лат. Vampyroteuthis infernalis)

Если нам предложат вспомнить какое-нибудь светящееся животное, то, скорее всего, мы назовем жучка-светлячка. Но на самом деле, способностью светиться в темноте обладает не только он один. Особенно богаты на таких обитателей моря и океаны.

Разновидности морских светящихся животных

На берегу Черного моря часто можно увидеть захватывающее природное зрелище. На водной поверхности с мелкой рябью вдруг сверкает полоска света, за ней идет вторая, потом третья… Кто зажигает эти красочные огоньки?

Ученые давно выяснили, что все дело в миллиардах микроскопических организмов - инфузорий ночесветок , которые в великом множестве водятся в морских водах. Внутри каждой инфузории есть несколько желтых шариков - именно они и являются источником света.

Если с поверхности моря погрузиться вглубь, то мы откроем еще больше светящихся животных.

1. Медузы , раскинувшие свои студенистые тела-зонтики, могут светиться разными цветами: желтым, голубым, зеленым и красным.
2. Есть “светлячки” и среди рыб . У кого-то светятся глаза, у кого-то прямо на морде вырос нарост, излучающий свет, словно лампочка, у третьей (рыба - удильщик) к нижней челюсти прикреплен шнур со светящимся концом. Еще есть рыбы, которые светятся всем телом, благодаря особым органам, расположенным вдоль него, например, рыба - топорик.
3. Светящиеся морские животные есть даже в самых глубоководных впадинах, куда не проникает ни одного луча света извне. На самом дне, среди камней можно увидеть светящихся моллюсков и червей . Их тела, словно алмазной пылью, усеяны крапинками и пятнами, излучающими свечение. На уступах скал в окружении света лежат морские звезды , а глубоководный рак освещает себе путь огромными глазами.
4. В подводном мире можно встретить и испускающие свет кораллы и полипы , например, Морское перо и обычная веточка красных кораллов.

Разновидности светящихся животных, обитающих на суше

На суше способностью светиться в темноте обладают, в основном, жуки . Так, в одной только Европе их насчитывается шесть видов, объединенных в одно большое семейство “лампирид” или светляков. Жуки - светлячки могут устроить очень красочное зрелище, когда в темное время суток облепят какое-нибудь дерево или кустарник.

Почему светятся животные?

Примером того, каким образом некоторые животные излучают свет, может послужить головоногий моллюск . В его коже расположены маленькие твердые образования овальной формы. Их передняя прозрачная часть выступает из кожных покровов наружу и работает как хрусталик человеческого глаза. Задняя часть образования находится в толще кожи, как бы завернутая в черную мантию из пигментных клеток.

Под этой мантией расположены еще несколько рядов серебристых клеток, которые являются средней частью светящегося органа моллюска. А еще ниже есть сложные клетки, похожие на нервные окончания сетчатки глаза млекопитающего. Именно они выстилают всю внутреннюю поверхность овального образования (тельца) и выпускают наружу свет, преломляемый и усиливаемый передней прозрачной частью.

Свет удваивается также благодаря специальным рефлекторам в коже моллюска, расположенных рядом с овальным тельцем. По форме эти рефлекторы похожи на вогнутые зеркала и, в свою очередь, также состоят из нескольких слоев светочувствительных клеток.

Светоустройство головоногого моллюска - самое сложное в животном мире. Светящиеся аппараты остальных существ устроены попроще.