Флуоресцентные животные. Какие бывают светящиеся животные? Гигантский глубоководный кальмар Taningia danae

Очень многие организмы растительного и животного мира способны излучать свет. На данный момент таких животных насчитывается порядка 800 видов, часть которых относится к глубоководным обитателям.

Это одноклеточные (ночесветки), кишечнополостные (морские перья, гидроиды, медузы, сифонофоры), гребневики, различные ракообразные, моллюски (особенно глубоководные кальмары), черви и иглокожие. Но не стоит забывать и про рыб, ярким примером которых являются удильщики.

Рассказать обо всех «светящихся в ночи» не хватит времени, поэтому мы решили составить Топ-10 наиболее интересных светящихся представителей глубоководного мира.

Морское перо относится к группе перистых известковых полипов. Известны своей способностью светиться. Свечение – это реакция полипа на различные раздражители. Распространены в тропических и субтропических водах Атлантического океана и Средиземного моря. Селятся колониями на песчаном или илистом морском дне. Питаются планктоном и органикой. Вырастают до 40 сантиметров (верхняя и нижняя части), но на поверхности их «перо» не превышает 25 сантиметров. Всего насчитываются порядка 300 видов.

Рыба-топорик обитает на глубине 200-600 метров, но некоторые экземпляры можно встретить и на глубине до 2 километров. Благодаря узкому хвосту и широкому плоскому телу внешне они чем-то похожи на топор. За что, собственно, и получили свое название. Вырастают не более 7-8 сантиметров. Хищники. Фотофоры (органы свечения) расположены на брюшке. Во время свечения, для рыб, обитающих на большей глубине, его силуэт становится размытым. Поэтому способность к свечению у этих рыб служит для маскировки, а не для заманивания добычи, например как у удильщиков. Рыбы-топорики могут регулировать интенсивность своего сияния.

У каждого представителя этого типа морских беспозвоночных животных имеются «гребни» — гребные пластинки, которые представляют склеенные между собой пучки ресничек. Размеры очень разнообразны – от 2-2,5 мм до 3 м (например, венерин пояс (Cestum Veneris)). Тело похоже на мешочек, на одном конце которого располагается рот, а на другом органы равновесия. У гребневиков нет стрекательных клеток, поэтому пища захватывается сразу ртом или ловчими щупальцами (у гребневиков класса Щупальцевые (Tentaculata)). Они гермафродиты. Питаются планктоном, мальками рыб и другими гребневиками.

Черви-бомбисты были обнаружены в Тихом океане – у побережья Филиппин, Мексики и США. Обитают на глубине от 1,8 до 3,8 километров. Их тело состоит из сегментов и прикрепленных к ним щетинок. Очень хорошо плавают. Делают это при помощи волнообразных движений своего тела. В длину вырастают от 2 до 10 сантиметров.

Основным их способом защиты является запуск «бомбочек» — простых мешочков, наполненных гемолимфой – веществом, которое является «кровью» у беспозвоночных. При приближении противника эти бомбочки отделяются от червя и начинают люминесцировать.

Обитает на глубине 500-1000 метров. Он буквально усеян фотофорами различных размеров, большая часть которых располагается на глазах (на веках и даже в глазном яблоке). Иногда они сливаются в сплошные светящиеся полосы, которые окружают глаз. Он может регулировать интенсивность свечения своих «фар». Питается рыбой и различными позвоночными. Имеет чернильный мешок.

6. Гигантский глубоководный кальмар Taningia danae

Это самый большой биолюминесцентный кальмар. Известный науке экземпляр достигает в длину 2,3 метра и весит около 60 килограммов. Обитает в тропических и субтропических водах на глубине около 1000 метров. Агрессивный хищник. Скорость преследования составляет 2,5 метра в секунду. Кальмар перед нападением излучает короткие световые вспышки при помощи специальных органов, расположенных на щупальцах. Есть несколько предположений о том, для чего ему нужны эти вспышки света:

Они помогают кальмару ослепить жертву;
позволяют измерить расстояние до цели;
или являются элементом ухаживания.

Яркий представитель глубоководный светящихся рыб. Одна из самых страшных рыб в мире. Обитает на глубине до 3000 метров. Отличительной особенностью является отросток на голове у самок, на конце которого располагается мешочек со светящимися бактериями. Он выполняет роль приманки для других глубоководных рыб. Удильщики также питаются ракообразными и головоногими. Очень прожорливы.

С более подробной информацией об этих рыбах Вы сможете ознакомиться .

Это глубоководные креветки. Фотофоры у них располагаются на теле и на специальных участках печени, которые просвечивают сквозь покровы тела. Эти креветки также способны выбрасывать светящуюся жидкость, которая отпугивает противников. К тому же это свечение помогает им находить друг друга в период размножения. У каждого вида этих креветок определенные светящиеся участки. Это помогает им различать друг друга.

9. Адский вампир или адский кальмар-вампир (лат. Vampyroteuthis infernalis)

Уникальное глубоководное животное. Обитает в «зоне кислородного минимума». Небольших размеров. Излучает свечение.

Если хотите познакомиться с ним поближе, то Вам .

Мы не смогли обойти эту рыбу стороной. Идиакант наряду с удильщиками является глубоководной рыбой и плавает на глубине от 500 до 2000 метров. Местами обитания являются тропические и умеренные воды Атлантического, Тихого и Индийского океанов. У нее длинное змеевидное тело. Длина самок в несколько раз превышает длину самцов. У идиаканта светится не только чешуя, но и длинные острые зубы. Вот можно познакомиться с этой рыбой поближе.

Ercinia латинское название птицы герцинского леса, чьи перья светятся ночью is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы герцинского леса, чьи перья светятся ночью

Hercynia is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы Герцинского леса, перья которой светятся ночью is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы Герцинского леса, перья которой светятся ночью

Начало этой легенде положил Плиний Старший в кратком сообщении в 10 книге своей "Естественной истории":

В Герцинском лесу в Германии, как нам рассказывали, водятся странные птицы, чьи перья светятся как огонь ночью.

Плиний Старший «Естественная история» X. LXVII. 132

Гай Юлий Солин в III веке н.э. увеличил это описание до целой истории. Оказывается, в тёмном Герцинском лесу (подробнее о леса см. в статье "Ахлис ") все не только привыкли к этой чудесной птице, но и, надрав с неё перьев, пользуются их особенностями для ночных путешествий:

В Герцинском лесу водятся птицы, оперение которых светится в темноте и даёт свет, разгоняющий царящую в чаще ночь. Поэтому местные жители стараются так направить свои ночные вылазки, чтобы можно было ориентироваться при этом свете. Также они отыскивают дорогу, бросая сверкающие перья во тьму впереди себя.

Солин «Собрание достопримечательностей», 20, 6-7

Исидор Севильский повторил информацию Солина , но с тем исключением, что путники, идущие ночным германским лесом, не бросают теперь перья впереди себя; теперь сами птицы летят впереди идущего и освещают ему путь своими сияющими крыльями. Исидор называет птиц эрциниями (Hercyniae) и производит это название от Герцинского леса (Hercynio) - имя, придуманное, возможно, самим Исидором.

Со временем эти птицы попали в свод сообщений, которые впитали в себя из "Этимологий" средневековые бестиарии. В бестиариях Второго семейства птица эрциния - обычный гость, однако никаких дополнительных особенностей этой птице бестиарии не добавили, исправно и почти дословно повторяя Исидора.

В "Космографии" Этика Истрийского (VII век) эти птицы неожиданно сменили локализацию и оказались обитателями не Герцинского леса, а Гирканского леса в районе Каспия . У Этика Гирканский лес выглядит не на своём месте, так как до этого он описывает северные регионы. Скорее всего, это была обычная ошибка, но она дала свои плоды и целый ряд средневековых авторов помещает этих птиц в регионы возле Каспия.

Любопытную стадию развития легенды о светящихся птицах зафиксировал Гуго Сен-Викторский, описав большую карту мира Эбстфорско - типа в 1030-1035 годах. В пространстве "вдоль северного океана, между Дунаем и этим океаном", Гуго, в частности, увидел некий мыс, заселённый гелонами, которые укрываются кожей врагов, затем готов, кинокефалов , а затем хазар, Gazari, и "лошадиный лес со светящимися птицами", saltus equinus, habens aves fulgore perspicvas (определение "лошадиный", eqinus - по-видимому, испорченное Hercinus.

Чекин, Л.С. "Картография христианского средневековья. VIII-XIII вв."

Гонорий Августодонский в XII веке идёт ещё дальше и от целиком придуманного "Гирканского леса" производит всю область Гирканию, а саму Гирканию помещает на запад от Бактрии:

Здесь начинается Гиркания, названная от Гирканского леса, где есть птицы, чьи перья светятся ночью.

Гонорий Августодонский "Об образе мира", I.XIX

Существует гипотеза, что начало этой легенде могло дать яркое оперение хвоста свиристели .

For the first time these birds were mentioned by Pliny the Elder (23-79 AD):

In Hercynio Germaniae saltu invisitata genera alitum accepimus, quarum plumae ignium modo conluceant noctibus.

Gaius Plinius Secundus "Naturalis Historia", VIII.123-124

We have been told of strange kinds of birds in the Hercynian Forest of Germany whose feathers shine like fires at night-time.

In 3 century A.D. Solin enlarged this brief account to a whole story:

Saltus Hercynius aves gignit, quarum pennae per obscurum emicant et interlucent, quamvis obtenta nox denset tenebras. unde homines loci illius plerumque nocturnos excursus sic destinant, ut illis utantur ad praesidium itineris dirigendi, praeiactisque per opaca callium rationem viae moderentur indicio plumarum refulgentium.

Cajus Julius Solinus "Collectanea rerum memorabilium", 20, 3

The Forrest of Hertswald bréedeth byrds, whose feathers shyne and giue light in the darke, though the night be never so close and clowdy. And therefore men of that Countrey, doo for the most parte so laye theyr outgoings by night, that they may vse thē for a helpe to direct theyr journey by: and casting them before them in ye open pathes, doo finde howe to kéepe theyr way by the glystring of those feathers, which shewe them which way to goe.

The excellent and pleasant worke of Iulius Solinus Polyhistor...

Isidore of Seville repeated all written by Solin except of traveler"s modus operandi with feathers of this bird. Name Hercynia first time appears also in "Etymologies".

Слайд 2

Биолюминесценция - способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов. Свет создаётся у более высоко развитых организмов в специальных светящихся органах (например, в фотофорах рыб), у одноклеточных эукариот - в особых органоидах, а у бактерий - в цитоплазме. Как выяснилось в природе не существует светящихся растений, но есть светящиеся бактерии и грибы. ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Грибы Бактерии

Слайд 3

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Само название «биолюминесценция» буквально означает «слабое живое свечение». Биолюминесценция основывается на химических процессах, при которых освобождающаяся энергия выделяется в форме света.Коэффициент полезного действия живого свечения фантастически велик: он достигает 80-90%. Медуза Рыбы Светлячок

Слайд 4

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? От энергии светового кванта (фотона) зависит частота испускаемого света, то есть его цвет. Кораллы Анчоусы

Слайд 5

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Среди наземных животных способность к свечению является скорее исключением из правил, но среди морских животных она распространена широко. По числу светящихся видов среди беспозвоночных лидируют кишечнополостные (мягкие кораллы, морские перья, глубоководные медузы) и головоногие моллюски (кальмары и каракатицы), а среди хордовых - оболочники (сальпы и огнетелки), а также рыбы. Сальпа Кальмар

Слайд 6

ЧТО ТАКОЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ? Из пресноводных биолюминесцентных видов известны новозеландский брюхоногий моллюск Latia neritoides и ряд бактерий. Среди наземных организмов светятся отдельные виды грибов, земляных червей, улиток, многоножек и насекомых. Latia neritoides Светящаяся улитка Светлячок

Слайд 7

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Эта история началась 4 января 1761 г., когда датский военный корабль вез из Копенгагена в Смирну научную экспедицию, одним из участников которой был зоолог Форскол. Однажды в начале марта, когда корабль плыл по Северному морю, пассажиры заметили в воде странное свечение. Причиной оказались медузы, «способные светиться внутри».

Слайд 8

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Если медуз тревожили, они ярко светились зеленым фосфорическим светом. Форскол заспиртовал несколько экземпляров медуз и записал по-латыни в своем походном дневнике: «при раздражении и гибели светятся».

Слайд 9

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Свечение моря на протяжении веков оставалось одной из величайших загадок океана. Ученые пытались объяснить этот феномен и свечением содержащегося в воде фосфора, и электрическими разрядами, возникающими при трении молекул воды и соли, и тем, что ночной океан отдает поглощенную днем энергию Солнца. В настоящее время установлено, что свечение моря вызвано биологическими причинами, главной из которых является массовое размножение некоторых биолюминесцентных видов организмов, составляющих значительную часть планктона Мирового океана. Биолюминесцентный планктон Гребневик

Слайд 10

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ У бактерий люминофорные белки рассеяны по всей клетке, у одноклеточных эукариотических организмов они находятся в окруженных мембраной пузырьках в цитоплазме. У многоклеточных животных свет обычно излучают специальные клетки – фотоциты. Фотоциты кишечнополостных и других примитивных животных светятся непрерывно или в течение нескольких секунд после механического или химического раздражения. У животных с развитой нервной системой она управляет работой фотоцитов, включая и выключая их в ответ на внешние раздражители или при изменении внутренней среды организма. Фонареглаз Шишечник

Слайд 11

БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ У ГЛУБОКОВОДНЫХ РЫБ У многих глубоководных головоногих тело разрисовано узором из разноцветных световых пятен, а фотофоры устроены очень сложно, наподобие светящего только в нужном направлении прожектора с отражателями и линзами. Удильщик

Слайд 12

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Световые вспышки отпугивают хищников от медуз, гребневиков и других беспомощных и нежных созданий. Кораллы и другие колониальные животные светятся в ответ на механическое раздражение, а их соседи, которых никто не трогал, тоже начинают мерцать.

Слайд 13

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Насекомоядные личинки новозеландских комаров Arachnocampa плетут ловчую сеть и подсвечивают ее собственным телом, привлекая насекомых.

Слайд 14

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В Бразилии и Уругвае водятся красновато-коричневые светлячки с рядами ярко-зеленых огоньков вдоль туловища и ярко-красной лампочкой на голове. Известны случаи, когда врачи производили операции при свете светлячков, насыпанных в бутылку.

Слайд 15

ИНТЕРЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Самое яркое применение биолюминесценции – создание трансгенных растений и животных. Первую мышь с геном GFP, внедренным в хромосомы, создали в 1998 году. Первых светящихся рыб создал тайваньский ученый доктор Гун (Zhiyuan Gong) в 2001 г.

Посмотреть все слайды

Некоторые морские животные, включая 180 видов рыб, обладают уникальными структурами в их коже, которые под воздействием синего света позволяют им светиться неоновым красным, зеленым или оранжевым светом. Эта особенность называется биофлюоресценцией. Она, в отличие от биолюминесценции, которая возникает с помощью химической реакции в организмах тысяч морских и наземных животных, происходит совсем иначе. Прежде всего, биофлюоресценция не является результатом химической реакции, и внешние ткани животных не могут самостоятельно излучать свет. Вместо этого, организмы, которым свойственна флюоресценция, поглощают синий свет, трансформируют его и испускает вновь. На молекулярном уровне это происходит следующим образом. Особые флюоресцентные молекулы организма поглощают высокоэнергетические фотоны синего света. Когда эти фотоны сталкиваются с флюоресцентными молекулами, последние «возбуждаются» до такой степени, что их электроны становятся высокоэнергетическими. После «возбуждения» электроны быстро приходят к своему первоначальному состоянию, однако во время этого «расслабления» они высвобождают энергию в виде фотонов. Но поскольку электроны расходовали энергию во время их «возбуждения», они испускают фотоны более низкого энергетического уровня, чем те, что были поглощены. Иными словами, организм начинает испускать длинноволновый свет, например, зеленый, желтый или оранжевый. Морские животные, для которых характерна биофлюоресценция, постоянно поглощают присутствующий в океане синий свет. Известно, что свет поглощается молекулами воды, органическими и неорганическими веществами, растворенными в воде, и фитопланктоном. Так, инфракрасный и красный свет полностью поглощаются верхними слоями воды, в глубокие слои океана проникает лишь зелено-синий свет, а на глубинах более 100 метров остается только синий свет. Биофлюоресценция свойственна морским обитателям, населяющим разные слои океана. К ним, например, относятся акула-кошка, некоторые представители семейств скорпеновых и троеперых рыб, а также кораллы. По мнению ученых, это явление особенно распространено среди скрытных рыб, прячущихся в кораллах и трещинах на дне. Сегодня исследователи не могут сказать однозначно, как животные используют биофлюоресценцию. Однако, согласно наиболее распространенной версии, эта особенность необходима им, чтобы общаться друг с другом. Причем, такой способ позволяет рыбам обмениваться сигналами тайно, оставаясь незаметными для хищников. Ведь известно, что способностью видеть неоновый свет обладают не все рыбы, а только виды с особым строением глаз. Впрочем, глубже этот вопрос ученым ещё только предстоит исследовать. Интересно, что некоторые виды животных могут испускать свет нескольких цветов. Например, большая часть тела морского конька Hippocampus erectus испускает красный свет, однако вокруг глаз животного присутствуют зеленые светящиеся вкрапления.

Экология

Некоторые живые организмы могут осветить темные места без помощи солнечного света. В то время, как самыми известными биолюминесцентными существами являются светлячки, кроме них существуют различные виды насекомых, грибов, бактерий, медуз и костистых рыб, которые могут светиться. Чаще химическими реакциями они пользуются ночью, в пещерах или в черных глубинах океана.

Биолюминесценция развивалась вместе с жизнью на земле, хотя нет цветущих растений, обладающих этой возможностью и очень мало животных умеют светиться, исследователи полагают, что данные способности развивались независимо друг от друга много раз.

Как говорят представители новой выставки биолюминесценции в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, она развивалась, как минимум, 50 раз, а может быть и больше. По словам куратора отдела ихтиологии в музее Джона Спаркса (John Sparks), среди костистых рыб способность светиться, иногда с помощью светящихся бактерий, развивалась 20-30 раз в различных группах.

"Даже в случае с рыбами, мы знаем, что всякий раз способности развивались независимо друг от друга, потому как в данном процессе использовались различные химические реакции, используемые разными группами. Некоторые пользовались "услугами" особых бактерий, другие самостоятельно учились светиться".

Светящиеся в темноте организмы используют различные вариации химических реакций, которые включают, как минимум, три компонента: фермент люциферазы, который помогает кислороду связываться с органическими молекулами (третий компонент), называется люциферин. Обладающая высоким зарядом энергии молекула, создаваемая в процессе реакции, высвобождает энергию в виде света.

По данным материалов выставки, для организмов, которые используют этот компонент, биолюминесценция имеет множество применений. Светлячки используют свет для привлечения партнеров и предупреждают хищников о токсинах, с которыми они могут столкнуться, если нападут на светлячков. Глубоководные удильщики используют "зажженную" приманку для привлечения добычи. Животик сребробрюшковых рыб также светится, что является своего рода маскировкой, которая помогает им вписаться в окружающую среду. Динофлагелляты – простейшие одноклеточные организмы – начинают светиться, если их потревожить, возможно, они делают это для того, чтобы спугнуть хищника, или чтобы привлечь другого хищника, который питается их "врагом". Личинки комариного гриба светятся для привлечения добычи.

Большая часть биолюминесцентных организмов, около 80 процентов видов, живут в самом "густонаселенном" месте планеты – глубоко в море. На самом деле, считается, что большинство видов, которые живут на глубине ниже 700 метров, могут производить собственный свет. Не существует консенсуса относительно того, почему способность светиться развивалась так много раз, но теория о приспособлении к жизни в морских глубинах, по словам Спаркса, самая популярная.

"Люциферины, эти вырабатывающие свет молекулы, являются хорошими антиоксидантами, поэтому считается, что, возможно, в какой-то период времени они исполняли именно функцию антиоксидантов, а затем "переквалифицировались"", - поясняет Спаркс.

По мере увеличения содержания кислорода в океане, животные переселялись в глубокие воды, чтобы находится вне досягаемости ультрафиолетового излучения. В глубоких водах, где антиоксиданты уже не нужны для того, чтобы восстанавливать генетические повреждения, вызванные УФ-излучением, люциферины превратились в организмы, которые вырабатывают свет.

Однако, не все, что светится, является биолюминесцентным. Некоторые организмы, такие как кораллы, светятся, поглощая свет одной длины волны ультрафиолетового излучения, и выделяя его на другой волне. Так как УФ-излучение не видно человеческому глазу, может показаться, будто эти существа вырабатывают свой собственный свет.

Выставка "Существа Света: природная биолюминесценция" открывается в американском музее естественной истории в Нью-Йорке 31 марта и будет работать до 6 января 2013 года.