Биологи поняли, как и зачем светятся обитатели глубин
Доктор Уиддер из Ассоциации океанологических исследований (США) на страницах журнала Science приводит обзор самых последних исследований широко распространенного в океане явления — биолюминесценции, или свечения живых организмов, пишут «Известия».
По словам доктора Уиддера, большинство морских животных проводит всю свою жизнь в полумраке. Некоторые совершают ежедневные миграции из глубинных слоев к поверхности и наоборот. В таких условиях дополнительный источник освещения просто необходим.
Люминесценция помогает животным в поисках пищи. В одних случаях это просто светящийся фонарик, а в других — приманка. Свечение необходимо и для того, чтобы найти себе в темноте партнера. Но самая распространенная функция, считает доктор Уиддер, это защита от хищников. Свет, неожиданно появившийся из темноты, должен испугать их, а потом ослепить.
Одна из гипотез связывает появление люминесценции с необходимостью как-то противостоять действию свободных радикалов, накапливающихся в организме. Например, люциферин целентеразин — мощный антиоксидант. Когда животные стали мигрировать на большую глубину, где кислорода меньше, а значит, меньше опасность подвергнуться действию окислительного стресса и свободных радикалов, там защита от окислительного стресса большой роли не играла. В таких условиях естественный отбор благоприятствовал другим функциям люциферинов — способности светиться.
По словам ученого, анализ ДНК некоторых видов люминесцирующих животных, который провел доктор Стив Хеддок из Института подводных исследований в заливе Монтерей, раскрывает многие их тайны.
Результаты доктора Хеддока свидетельствуют о том, что люминесценция появлялась независимо у разных групп организмов в процессе эволюции как минимум 40 раз. Причем существуют примеры, когда у одного вида возникали разные виды люминесценции в разное время.
Например, у взрослых самок глубоководных рыб-удильщиков (Linophryne coronata) работают две системы свечения. Одна связана с бактериями, которые живут на их коже, а другая — с люминесценцией усиков, расположенных на подбородке.
Такое независимое дублирование одного и того же явления говорит о важности этого изобретения природы, считают эволюционисты. Еще одно доказательство тому, как это ни странно звучит, наличие глаз у обитателей самых глубоководных частей океана. Органы зрения нужны этим животным, по мнению доктора Уиддера, только для того, чтобы различать люминесцирующие объекты.
В основе люминесценции животных находится свечение молекул люциферинов. Они окисляются в присутствии ферментов и излучают энергию в виде света. Сейчас известно пять видов люциферинов.
«Животные могут выбрасывать эти молекулы прямо в воду, например, изо рта. Иногда люциферины находятся в специальных клетках — фотоцитах внутри организма», — говорит доктор Уиддер.
По словам ученого, животные, обладающие способностью светиться, обитают практически во всех частях Мирового океана, от полярных широт до тропических, от поверхности до дна. Спектр светящихся оттенков не отличается разнообразием. Поскольку, скорее всего, впервые биолюминесценция возникла в океане, самый распространенный цвет, которым светится большинство видов, это синий с длиной волны 475 нм (свет такой длины распространяется в воде на самые большие расстояния).
Ранее ученым удалось разгадать и объяснить все детали свечения светлячков. Это их романтическое свойство предназначено для привлечения половых партнеров и коммуникации между особями. Биолюминесценция обусловлена наличием в теле светлячка специального пигмента люциферина (от латинского lucifer, «несущий свет»), который, окисляясь под воздействием особого фермента, выделяет избыточную энергию в виде света. Причем в свет переходит около 87-98% энергии. Это очень высокий КПД (к примеру, у ламп накаливания КПД всего 5%, остальное переходит в тепло).
Источник
Глубоководные светящиеся рыбы
Стоит отметить, что светящаяся рыба способна сама контролировать свечение бактерий, расширяя или сужая сосуды, т.к. для световых вспышек необходим кислород.
Одним из самыми интересных из представителей светящихся рыб являются глубоководные удильщики, которые обитают на глубине около 3000 метров.
В арсенале у самок, достигающих метровой длины, есть специальное удилище с «приманкой-маячком» на его конце, который привлекает к ней добычу. Очень интересным видом является придонная галатеатаума (лат.Galatheathauma axeli), которая оснащена световой «приманкой» прямо во рту. Она не «утруждает» себя охотой, ведь ей достаточно занять удобную позицию, открыть рот и проглотить «наивную» добычу.
Удильщик (лат. Ceratioidei)
Еще одним интересным представителем, светящихся рыб является черный дракон (лат. Malacosteus niger). Она излучает красный свет при помощи специальных «прожекторов», которые расположены у нее под глазами. Для глубоководных жителей океана этот свет невидим, а черный дракон рыба освещает себе путь, при этом оставаясь незамеченным.
Те представители глубоководных рыб, которые обладают специфическими органами свечения, телескопическим глазами и др., относятся к истинно глубоководным рыбам, их не нужно путать, с шельфоглубоководными, не имеющими подобных адаптивных органов и обитающих на материковом склоне.
Черный дракон (латин. Malacosteus niger)
Известные светящиеся рыбы:
фонареглазовые (лат. Anomalopidae)
светящиеся анчоусы, или миктофовые (лат. Myctophidae)
удильщики (лат. Ceratioidei)
бразильские светящиеся (сигарные) акулы (лат. Isistius Brasiliensis)
гоностомовые (лат. Gonostomatidae)
хаулиодные (лат. Chauliodontidae)
Светящиеся анчоусы небольшие рыбки, имеющие сжатое с боков тело, крупную голову и очень большой рот. Длина их тела, в зависимости от вида бывает от 2,5 до 25 см. Они имеют особые светящиеся органы, которые излучают зеленый, синий, или желтоватый свет, который образуется из-за химических реакций, происходящих в клетках-фотоцитах.
Светящиеся анчоусы (латMyctophidae)
Они широко распространены по всему Мировому океану. Многие виды миктофовых имеют огромную численность. Myctophidae вместе фотихтиевыми и гоностомовыми составляют до 90 % популяции всех известных глубоководных рыб.
Гоностома (лат. Gonostomatidae)
Жизнь этих глубоководных неуловимых представителей морской фауны, тщательно скрыта от посторонних глаз, так протекает на глубине от 1000 до 6000 метров. А так, как Мировой океан, по подсчетам ученых изучен менее, чем на 5%, человечество ждет еще очень много удивительных открытий, среди них, возможно, будут новые виды глубоководных светящихся рыб.
А с другими, не менее интересными созданиями, населяющими морские глубины, вас познакомят эти статьи:
Источник
Светящиеся существа, часть 1
Гребневики (Ctenophora)
На тельце каждого из этих представителей типа морских беспозвоночных животных имеются своеобразные гребни, представляющие собой склеенные между собой пучки ресничек.
Размеры этих существ весьма разнообразны. Одни гребневики не превышают и 2,5 мм, другие же способны вырастать до 3 м, как например, венерин пояс (лат. Cestum Veneris).
Тело этих существ напоминает мешочек, на одном конце которого располагается ротовое отверстие, а на другом – органы равновесия. Стрекательные клетки у гребневиков отсутствуют, поэтому добычу они захватывают ртом или ловчими щупальцами, присутствующими у представителей класса Щупальцевых (Tentaculata).
Основу рациона питания их составляют мальки рыб, планктон, а также их же сородичи – другие гребневики.
Гребневики, живущие у поверхности воды, обычно прозрачны и бесцветны. Глубоководные виды, напротив, имеют яркую пигментацию (например, ещё не классифицированный вид «красная Тортуга». Платиктениды часто прикрепляются к другим бентосным организмам и имеют схожую с ними окраску. Целентерон представителей глубоководного рода имеет яркий красный цвет: это нивелирует люминесценцию поглощённых гребневиком копепод.
Ресничные гребни планктонных форм создают подобия радуги, вызванные не люминесценцией, а преломлением света о вибрирующие реснички. Тем не менее, почти все гребневики способны к биолюминесценции, но излучаемый таким образом свет имеет синий либо зелёный оттенок и виден только в темноте.
Европейский удильщик
Хищная рыба отряда удильщикообразных. Также называется «морской чёрт», из-за очень непривлекательной внешности.
Рыба съедобна. Мясо белое, плотное, без костей. Особенно популярен «морской чёрт» во Франции.
Длина тела — до 2 метров, чаще 1-1,5 метра. Максимальная масса тела 57,7 кг. Тело удильщика голое, покрытое многочисленными кожистыми выростами и костными бугорками. По обеим сторонам головы, по краю челюсти и губ свисают бахромой клочья кожи, шевелящиеся в воде, словно водоросли, что делает его малозаметным на грунте.
Распространён в Атлантическом океане у берегов Европы от Исландии и Баренцева моря до Гвинейского залива и Чёрного моря, Северного моря, Ла-Манша, Балтийского моря. Обитает на глубине 18-550 м.
Основной рацион — рыбы. Способен подползти и даже «подпрыгнуть» при помощи своих рукоподобных грудных плавников. Чаще всего морской чёрт лежит на дне неподвижно. Сливаясь с дном, морской чёрт приманивает к себе добычу приманкой-эской. У самки морского черта имеются светящиеся щупальца, напоминающие морские водоросли, для привлечения внимания голодных рыб, а также вытягивает усик, имеющий функцию фонарика, привлекающего добычу и дающего морскому черту возможность точно увидеть, где замкнуть свои громадные челюсти. Свет в усике генерируется при помощи большого количества биолюминесцентных бактерий, тогда как свечение фальшивых морских водорослей обеспечивает сам морской черт.
Примечательно, что самцы этого вида являются небольшими паразитами, которые крепятся к телу самки и питаются ее кровью. И если свечение самца генерируется пучком бактерий, то свечение щупалец производится самкой.
Морские перья (Pennatulacea)
Морские перья — отряд колониальных коралловых полипов из подкласса восьмилучевых. Большинство из 200 современных видов обитают на больших глубинах, лишь немногие распространены в прибрежных водах.
Характерная черта морских перьев — высокая степень интеграции колонии. В зрелом состоянии организм состоит из одного очень крупного первичного зооида и нескольких вторичных, образующихся на нём в результате почкования.
Свечение, которое оно излучает, это всего-навсего реакция на самые различные раздражители.
Встретить морское перо можно в тропических и субтропических водах Средиземного моря и Атлантического океана. Селятся эти существа колониями на илистом или песчаном дне. Основу рациона их питания составляют планктон и органика. Морские перья способны вырастать до 40 см.
Однако выставляющаяся над поверхностью воды часть их тела не превышает, как правило, 20 см.
Кальмар Watasenia scintillans
Оказывается, существуют кальмары с ярко-голубой подсветкой.
Watasenia scintillans, или сверкающий кальмар — маленькое удивительное существо, вызывающее неподдельный интерес и удивление у каждого, кто с ним сталкивается.
На конце каждого щупальца этого кальмара-светлячка расположены особые органы свечения – фотофоры — освещающие темноту морских глубин ярким голубым светом. Всего у кальмара имеется 10 щупалец-фотофоров.
Кальмар также может осветить свое тело целиком. Но полное свечение производится только в особых торжественных случаях — для привлечения партнера. А для привлечения добычи – мелкой рыбешки — кальмары светят только щупальцами, но устраивают доверчивым и охочим к световым эффектам рыбкам настоящее шоу.
Watasenia scintillans получила свое название в честь японского ученого Ватасе, который впервые наблюдал и описал свечение кальмаров весной 1905 года.
Свечение животных не является чем-то фантастическим. Это достаточно привычное явление в темном подводном царстве, и многие его обитатели обладают подобными способностями. И все же это удивительное и поражающее воображение свойство кальмаров вызывает неподдельный интерес.
Сверкающие кальмары единственные среди головоногих моллюсков, обладают способностью к биолюминесценции. При этом они имеют цветное зрение и способны отличить окружающий свет от биолюминесценции. Глаза светящихся кальмаров имеют 3 особых пигмента, позволяющих глазу различать цвета, в то время как у остальных – лишь один пигмент.
Природа биолюминесценции этих животных до конца еще не выяснена. Предположительно свет производится особыми симбиотическими бактериями.
Кальмары используют свечение для заманивания добычи, устраивая красочные показы, для привлечения противоположного пола и для общения друг с другом.
С наступлением периода размножения каждый год в начале марта, тысячи этих животных объединяются в колонии и поднимаются на поверхность в поисках партнера. И каждое из подводных животных начинает излучать яркое голубое свечение, превращая все вокруг в светящийся и извивающийся фейерверк любых оттенков синего цвета. Вода, кишащая кальмарами, сама становится ярко-голубой. Это невероятное и незабываемое зрелище, привлекающее толпы местных жителей и туристов.
В это-то время и начинается сезон отлова светящихся кальмаров. Рыбацкие лодки, наполненные тысячами кальмаров-светлячков, сами превращаются в сверкающие плавучие маяки, озаренные ярким синим светом. Туристы, прибывшие полюбоваться этим незабываемым зрелищем, разгуливают среди фантастических волн на многочисленных прогулочных лодках.
В Намерикаве, Япония, также находится единственный в мире музей, посвященный светящимся кальмарам.
Взрослые кальмары — небольшие создания. Длина их тела, вместе со щупальцами, достигает 15 сантиметров. Длина мантии достигает 6-7 сантиметров, причем у самок она больше, чем у самцов.
Живут эти животные не более года.
Обитают сверкающие кальмары в западной части Тихого океана на глубине от 180 до 350 метров. Весь день они проводят на этой глубине, но с наступлением сумерек перемещаются поближе к поверхности. В ночное время они поднимаются на поверхность, подстраивая свой цвет и яркость под источники света, идущего снаружи, и таким образом становясь незаметными для хищников и привлекательными для добычи.
Источник
