Живой свет. Биолюминесценция ПОДГОТОВИЛ СТУДЕНТ БТФ 17НПД-1 КУЗЬМИН ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ

Что же это такое ? Биолюминесценция способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов. Название происходит от др.-греч. βίος, «жизнь» и лат. lumen «свет».

Аристотель ( гг. до н.э.

Роберт Бойль ( ) английский физик, один из учредителей Лондонского королевского общества.

Рафаэль Дюбуа ( ) Из экстрактов люминесцирующих жуков Pyrophorus он выделил две фракции, ответственные за возникновение света в присутствии кислорода. Белковую составляющую, которая теряла активность при нагревании (как ферменты), он назвал люциферазой, а термоустойчивую низкомолекулярную люциферином. Аналогичные результаты он получил и при эксперименте со светящимися двустворчатыми моллюсками Pholas dactylus Огненосные щелкуны (Pyrophorus)

Обыкновенный камнеточец Pholas dactylus

Осаму Симомура Посвятил изучению Биолюминесценции более 50 лет своей жизни. Выделил множество люциферинов, открыл фото протеины. Отец белка GFP (1962 г)( green fluorescent protein зелёный флуоресцирующий белок), излучающий зелёный свет под действием голубого излучения экворина; и экворин, и GFP в дальнейшем вошли в лабораторную практику молекулярной биологии, первый как индикатор присутствия ионов Ca2+, второй в качестве флуоресцентной метки для изучения экспрессии клеточных белков. За работы по GFP Симомура был удостоен нобелевской премии по химии 2008 года.

Многообразие биолюминесцирующих организмов Способностью излучать в видимом диапазоне обладают бактерии, грибы, кораллы, медузы, водоросли, черви, моллюски, насекомые, рыбы (но не более высокоорганизованные животные). Около 700 родов содержат виды, испускающие свет самостоятельно или благодаря симбионтам. Светящаяся древесина Осенних опят Omphalotus spp

Функции Привлечение добычи Освещение Коммуникация Маскировка Средство обороны, нападения, отпугивания, отвлечения, предупреждения, угрозы В качестве «любовного языка»

Защитные функции Тип Пример

Атакующие функции

Сущность явления Природа биолюминесценции химическая. требуется не менее двух химических веществ. То, которое производит свет – «люциферин» и то, которое управляет или катализирует реакцию - «люцифераза».

Сущность явления Но в некоторых случаях биолюминесценция может происходить и по-другому. Свечение медузы Aequorea обусловлено взаимодействием специфического белка экворина с ионами кальция. Aequorea victoria Экворея

Химия люциферина По современным оценкам, существует около 30 различных биолюминесцентных систем, но на данный момент известны структуры только семи природных люциферинов, последняя из которых была расшифрована 25 лет назад.

Типы люциферина Бактериальный люциферин (FMNH2) Люциферин динофлагелят Варгулин

Представители Ночесветка / Noctiluca scintillans Морской светлячок Vargula hilgendorfii

Типы люциферина Коелентеразин Люциферин светлячков

Представители Экворея Aequorea victoria Светляк Photuris lucicrescens

Наиболее интересные представители

Молочные моря Необычные явления, которые были замечены моряками на протяжении веков, но которые остаются необъяснимыми учеными. Эти события происходят, когда поверхность океана, часто от горизонта до горизонта, светится непрерывным однородным молочным светом.

Чёрная рыба дракон Чёрная рыба дракон (The Black Dragon fish) имеет собственное «ночное зрение»

Фонареглаз В передней части головы, под глазами, расположены своеобразные подглазничные железы, заполненные светящимися бактериями. Их свечение в темноте заметно на расстоянии в несколько метров.

Глубоководный морской чёрт Морской черт, подстерегающий на глубине добычу, привлекает «обед» светящимся концом специальной «удочки» перед ртом. Свечение «удочки» достигается с помощью светящихся бактерий.

Самая яркая вспышка Рекордсменами по яркости света являются Остракоды – маленькие рачки. При опасности они выбрасывают «светящийся снаряд» который ослепляет хищника и заставляет его выплюнуть добычу. Остракоды

Практическое применение Экспрессия наночастиц

Подведём итоги Биолюминесценция преимущественно морское явление. Является единственным источником света на дне Мирового океана. Биолюминесценция в природе играет огромную роль, многие функции до сих пор не изучены. Природа явления химическая. КПД % (у ламп всего 5%). С биолюминесценцией связано много загадочных явлений над объяснением которых трудятся учёные всего мира. Явление имеет большое практическое значение.

Спасибо за внимание !