241,4 тыс подписчиков
Ночной образ жизни Жар-птиц легко объясним — дневному животному нет никакой надобности в свечении. Но что именно может светиться у птицы?
Несмотря на огромное разнообразие светящихся структур у животных, все они функционируют согласно фундаментальным физическим принципам. Свечение — это всегда выделение энергии. Существуют химические реакции, в которых энергия выделяется (например, горение дров), и реакции, в которых энергия поглощается (например, растворение аммиачной селитры в воде — в пробирке даже лед может образоваться!).
Очевидно, что нам нужны именно те, где энергия выделяется. Энергия обычно выделяется в виде тепла, но когда ее много — к теплу добавляется еще и свет. Поэтому большинство химических реакций, происходящих в живых организмах, не годится для свечения — слишком мало в них энергии, они исключительно «тепловые», а не «световые».
Можно было просто поджечь органику — вот вам и свет, но реакции обычного горения протекают слишком быстро и наверняка травмируют окружающие ткани. Поэтому живые организмы для свечения используют специальные трехкомпонентные смеси.
Первый их компонент — кислород. Второй — «топливо» — люциферин, который, окисляясь (то есть, по сути, сгорая), излучает энергию в виде фотонов видимого света. Третий — фермент люцифераза, которая тонко управляет процессом окисления, не позволяя люциферину просто сгореть, а вместо этого, направляя процесс в нужное русло, заставляет кислород соединяться с молекулой люциферина только в строго отведенных точках — так, чтобы выход фотонов был наибольшим.
Хотя очерченный крупными мазками процесс биолюминесценции выглядит очень простым, дьявол кроется в деталях. На процесс свечения могут повлиять температура в клетке, pH, количество кислорода, дополнительные световые «фильтры» и белки, переизлучающие получающиеся фотоны — именно эти тонкости обеспечивают все многообразие светящихся структур животных.
Биохимические пути со всеми этими тонкими настройками являются во многом «вещью в себе», которую не так-то легко получить в процессе эволюции — именно поэтому большинство позвоночных, имеющих светящиеся органы, пользуются не собственными наработками, а просто предоставляют жилье «приглашенным специалистам» — светящимся бактериям.
Фото: Shutterstock / Fotodom
1 минута
9 января 2024
901 читали