Динофлагеллятная водоросль Noctiluca scintillans была впервые описана в 1753 году Генри Бейкером в книге "Animalcules", это глобально распространенный морской планктон. Название водоросли в переводе с латинского означает "светящийся ярким светом ночью" и известно во многих странах под общим названием "морская блесна/искра". Этот одноклеточный эукариот известен своим ярким биолюминесцентным свечением.
Примечательно, что эта водоросль встречается практически в каждом соленом водоеме. В водах Юго-Восточной Азии и Аравийского моря встречается зеленая разновидность Noctiluca. Она зеленая из-за фотосинтезирующего зеленого жгутикового симбионта Protoeuglena noctilucae. В умеренных и субтропических водах встречается "красная" разновидность Noctiluca, оранжево-красный цвет которой обусловлен каротиноидными пигментами, получаемыми из пищевой добычи или синтезируемыми de novo (заново).
N. scintillans играет важную роль в пищевых цепочках, являясь
→ источником пищи
→ прожорливым хищником фитопланктона и зоопланктона
→ важным конкурентом зоопланктона за фитопланктонную добычу
→ участвует в переработке органического материала путем проглатывания фекальных гранул (да, она ест какашки обитателей морей)
→ выделяет неорганические питательные вещества, которые становятся доступными для первых звеней пищевой цепи.
Биолюминесценция - это разновидность хемилюминесценции, когда свет испускается живыми существами в результате химических реакций в их организме. Для того чтобы существо светилось, необходимы два компонента: люцифераза - фермент и субстрат - люциферин. И да, у ученых странное чувство юмора, и они назвали светящийся фермент тем же именем, которое носил один печально известный падший ангел. Люцифер означает светоносец, и именно этим занимается фермент. В специфической органелле - сцинтиллоне, люцифераза присоединяет атом кислорода к люциферину, он начинает светиться, и менее 20% света генерирует тепло.
Так зачем же динофлагеллятам это красивое свечение?
Ответ прост - чтобы не быть съеденными. Контакт с хищником вызывает реакцию ввиде вспышки, которая служит для отпугивания хищников и в качестве светового сигнала тревоги для привлечения тех кто сможет съесть хищников динофлагеллят.
Исследовательская группа из Калифорнии хотела выяснить, почему водоросли отказываются светиться на западном побережье США. Западное побережье США - единственный известный регион, где обитают небиолюминесцентные N. scintillans. Они почесали голову и провели много экспериментов (я не шучу, много экспериментов) и обнаружили, что:
→ небиолюминесцентные водоросли были примерно вдвое меньше биолюминесцентных
→ биолюминесцентная система этих небиолюминесцентных N. scintillans была "заглушена"/"выключена", из-за мутаций в генах отвечающих за свечение, и отсутствовал люциферин
→ хотя небиолюминесцентные клетки обладали сцинтиллонами, электронная микроскопия выявила дополнительные сцинтиллоноподобные органеллы с нетипичной внутренней структурой
Святится эти водоросли на побережие Калифорнии больше не будут.
Экологическое значение потери биолюминесценции у этого гетеротрофного динофлагеллята требует дальнейшего изучения.
Источник:
educationточкаnationalgeographicточкаorg/resource/bioluminescence/
Valiadi, Martha, et al. "Molecular and biochemical basis for the loss of bioluminescence in the dinoflagellate Noctiluca scintillans along the west coast of the USA." Limnology and oceanography 64.6 (2019): 2709-2724.
Ставя любо и подписываясь, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Что есть в грудном молоке?
