Если я спрошу вас, где можно найти луну, большинство ответит: "На небе, конечно". Любители астрономии могут добавить: "У Земли, Юпитера, Марса и т. д.". А я скажу вам, что луну можно найти в море. И я не говорю об отражении нашего единственного спутника. Речь идет о миллионах маленьких лун, которые светятся в темноте, когда волны выбрасывают их на берег. Совсем недавно я приобрела их в музее Микропия, и теперь мой домашний питомец радует меня свечением по ночам. Правда, для этого надо постоянно трясти колбу. Лунами, кстати, я их назвала не случайно. Во-первых, они светятся по ночам, во-вторых, под микроскопом они выглядят как полумесяцы или же серп луны, в-третьих, их латинское название Пироцистис лунный (Pyrocystis lunula) включает в себя слово "луна".
Так что это за существа такие? Это динофлагелляты - ядерные простейшие (протисты), которые производят биосвечение, или биолюминесценцию. Они обитают как в морской, так и в пресноводной среде, а в океанах являются наиболее важными первичными производителями после диатомовых водорослей. Большую часть своей жизни динофлагелляты из рода Пироцистис проводят неподвижно в виде клетки, покрытой целлюлозной оболочкой. Род включает в себя небольшое количество морских видов, которые можно найти по всему морскому шару. Пироцисты размножаются бесполым размножением, с чередованием коккоидных клеток и морфологически различных переходных репродуктивных стадий. Но также найдены свидетельства того, что они могут размножаться половым путем. Иногда полумесяцы являются причиной "цветения моря" в различных местах по всему миру.
Распорядок ночи у маленьких лун следующий: они перемещаются в толще воды в соответствии с циркадным ритмом. Суточный ритм - это круглосуточные внутренние часы, от которых зависят физические, психические и поведенческие изменения живого организма в течение 24-часовых суток. У серпов, это определяет, когда им всплывать и светиться, а когда опускаться на дно и спать.
Биосвечение происходит в результате химической реакции, когда фермент люцифераза взаимодействует с люциферином (субстратом) в присутствии кислорода и производит оксилюциферин, который испускает фотон при переходе из высокоэнергетического состояния в низкоэнергетическое. Луны излучают красивый бирюзовый свет. Производство света происходит в особых органеллах - сцинтиллонах, которые содержат фермент люциферазу, субстрат люциферин и, в большинстве случаев, связывающий люциферин белок. Интересно, что в сравнении с другими биосветящимися простейшими, сцинтиллоны маленьких лун не распадаются в течение светового дня, а перемещаются в центр клетки днем и мигрируют к окраине клетки вечером. Однако остаются сомнения относительно положения и формы дневных сцинтиллонов у этих динофлагеллятов.
Именно на Пироцистисах ученые изучают процесс биосвечения, в том числе при разработке некоторых биотехнологических приложений. Например, биосвечение снижается, если в воде присутствует большое количество токсинов. Это используется в биоанализаторах, предназначенных для измерения токсичности загрязнителей в морской среде, например, во время добычи природного газа или нетрадиционного бурения.
Главный вопрос: зачем они светятся? Мои питомцы светятся только ночью, но строго после 10 вечера. И для того чтобы они загорелись, нужна волна - движение воды. Мне приходится трясти колбу. В природе это делают волны. То есть, вряд ли они делают это, чтобы угодить человеческому глазу. Ученые предлагают две гипотезы о том, почему луны светятся. Первая - непосредственно, чтобы испугать организм, который пытается съесть динофлагеллаты. Вы плаваете темной ночью, пытаясь поесть, а вам начинают светить фонариком в лицо. Вторая - сигнализация об опасности. Если что-то проплывает через большое скопление динофлагеллят, оно оставляет за собой след из света, который может привлечь других хищников, чтобы они съели организм, угрожающий маленьким лунам. Например, креветка, питающаяся динофлагеллятами, может быть поймана рыбой, которая заметит свет лун, оставленный креветкой.
Источники:
Fajardo, Carlos, et al. "New perspectives related to the bioluminescent system in dinoflagellates: Pyrocystis lunula, a case study." International Journal of Molecular Sciences 21.5 (2020): 1784.
Fajardo, Carlos, et al. "An “omic” approach to Pyrocystis lunula: New insights related with this bioluminescent dinoflagellate." Journal of proteomics 209 (2019): 103502.
Menghini, Damian, and Sylvain Aubry. "De novo transcriptome assembly data of the marine bioluminescent dinoflagellate Pyrocystis lunula." Data in Brief 37 (2021): 107254.
Biggley, W. H., et al. "Stimulable and spontaneous bioluminescence in the marine dinoflagellates, Pyrodinium bahamense, Gonyaulax polyedra, and Pyrocystis lunula." The Journal of general physiology 54.1 (1969): 96-122.
Seo, Kyung Suk, and Lawrence Fritz. "Cell ultrastructural changes correlate with circadian rhythms in Pyrocystis lunula (Pyrrophyta)." Journal of Phycology 36.2 (2000): 351-358.
biolumточкаeembточкаucsbточкаedu/organism/redtideточкаhtml
Ставя любо и подписываясь, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Закуска с клещами, дайте две!