Все живые существа, включая людей, постоянно испускают призрачное свечение — и оно, кажется, исчезает почти сразу после смерти. Мониторинг этого сигнала может однажды помочь отслеживать состояние лесов или даже выявлять заболевания у людей.
Существование этого едва заметного свечения долгое время вызывало споры, но считается, что оно возникает в результате процесса, называемого сверхслабым фотонным излучением. В реакциях в митохондриях молекулы теряют или поглощают энергию, что выражается в эмиссии эквивалента нескольких фотонов в секунду на квадратный сантиметр ткани. Эти «биофотоны» крайне сложно уловить и — самое главное — отделить от других биологических процессов или источников света, таких как излучение, производимое любым теплым объектом.
В Университете Калгари в Канаде не просто уловили эти фотоны, но и выяснили, что с ними происходит после смерти испускавшего их организма. Отчет об экспериментах опубликован в The Journal of Physical Chemistry Letters.
«То, что сверхслабое фотонное излучение реально существует, уже невозможно отрицать. Это действительно доказывает, что оно не является просто погрешностью или результатом других биологических процессов. Это нечто, присущее всем живым существам», — говорит Дэн Облак с кафедры физики и астрономии.
Он и его коллеги использовали цифровые камеры, способные улавливать отдельные фотоны, чтобы сделать два часовых снимка четырех безволосых мышей — один до смерти, другой после. Животные содержались при одинаковой температуре, чтобы исключить влияние тепла, и в темном ящике, чтобы избежать светового загрязнения. Обнаружено, что излучение биофотонов значительно снижается после смерти по всему телу мыши.
Сфотографировали также срезанные листья шеффлеры древовидной Heptapleurum arboricola — и увидели, что механизм восстановления повреждений у растений увеличивает излучение биофотонов. Различные препараты, нанесенные на поверхность листьев, например, анестетик бензокаин, также, по-видимому, усиливают этот эффект.
Нет ничего удивительного, что смерть прекращает поток биофотонов, ведь они — побочный продукт клеточного метаболизма, заметил биохимик Аласдер Маккензи из Центра лазерных технологий в Оксфорде. Предыдущие исследования уже демонстрировали это на отдельных клетках и небольших частях тела. Однако у целого животного раньше подобное не наблюдалось, и, поскольку команда Облака тщательно исключила другие потенциальные источники света, можно быть уверенными, что это действительно биофотоны, добавил эксперт.
Исчезновение биофотонов после смерти обусловлено в основном остановкой кровообращения, поскольку насыщенная кислородом кровь является одним из ключевых факторов метаболизма, пояснил Михал Цифра, завкафедрой Института фотоники и электроники Чешской академии наук. Если бы циркуляцию крови продолжили искусственно поддерживать, то излучение биофотонов сохранилось бы. «Это связано не с системной жизнеспособностью, а с жизнеспособностью оптически доступной ткани», — подчеркнул Цифра.
Технология наблюдения биофотонов может быть использована для неинвазивного исследования живых тканей или дистанционного зондирования состояния лесов в ночное время, заключил Облак: «Преимущество сверхслабого фотонного излучения в том, что это полностью пассивный процесс наблюдения».
Почему светлячки светятся? Биологи нашли ответ
Квантовые исследования проливают новый свет на то, как общаются клетки