Большинство глубоководных рыб используют свечение

Анализ ДНК, современные методы биохимического и биофизического анализа позволили биологам понять, как и зачем глубоководные жители начали светиться. И почему их до сих пор не съели.

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.

Специалисты пытаются понять, как, почему и зачем возникла способность организмов светиться. По словам доктора Уиддера, большинство морских животных проводят 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.

Читайте также:  Когда купировать уши стаффу

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.

Больше всего светящихся видов среди гребневиков, а меньше всего — среди морских стрелок (щетинкочелюстных) и диатомовых водорослей, сообщает Infox.ru.

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).

Зеленый — следующий по популярности цвет. Он характерен для обитателей придонных слоев и дна, ведь там вода смешивается с грунтом и становится мутной. В таких условиях синие оттенки распространяются на меньшие расстояния. Желтое, фиолетовое, оранжевое и красное свечение тоже встречается. Правда, значительно реже. С чем связано появление именно этих оттенков, ученым сказать пока сложно.

Dekard’s Lab запись закреплена

Одним из огромных достижений химии XX века был синтез каркасных углеводородов. Какие уже только геометрические фигуры не были синтезированы, среди них призман, твистан, адамантан, а также все
платоновы тела. В 1964 Филиппом Итоном был синтезирован кубан. Но и британские математики не дремлют. Они придумали структуру для описания n-мерных фигур. Один из них – тессеракт (четырехмерный куб).

Обсудите возможность существования и придумайте синтез такого
тессерактана, у которого могут быть атомы как в вершинах, так и на ребре, а также обладающий свойством вращения внутри себя. Какими
химическими и физическими свойствами он будет обладать?Возможно ли для этой молекулы вращение вокруг себя, как для проекции четырехмерного куба? В какой конформации он, на ваш взгляд, будет более стабильный?

Читайте также:  Помпа от стиральной машины применение

Dekard’s Lab запись закреплена

Наверняка многим из вас известно, что основой большинства используемых в настоящее время стекол является диоксид кремния, который образует аморфную сетку из тетраэдров [SiO4]. Его "старшие братья" по группе, германий и олово, также склонны к стеклообразованию. Однако, диоксид углерода является газообразным, что делает довольно затруднительным получения
аналогичных стекол на его основе. Наших британских коллег этот факт не остановил, и в 2006 году они представили научному сообществу сообщение о получении стекла на основе CO2. Правда, такое стекло было получено только при давлении около 50 ГПа. Предположите, в каких сферах целесообразно использование такого стекла, а также обсудите условия существования "углекислого стекла" при нормальных условиях.

Dekard’s Lab запись закреплена

Ученые из Имперского колледжа Лондона создали из сахара пластик для упаковки пищевых продуктов. Исследователи сумели
трансформировать глюкозу, содержащуюся в быстрорастущих деревьях и травах, в полимеры, которые используются для изготовления пластика.
Показать полностью… Процесс производства нового материала гораздо менее энергозатратен, чем все существующие методы изготовления пластика, так что перспективы у разработки очень многообещающие. По словам изобретателей, коммерческое использование технологии может начаться уже в ближайшие пять лет. В настоящее время на производство обычного пластика уходит 7% мировых запасов нефти и газа. 99% из 150 млн тонн ежегодно выпускаемого пластика изготавливается из ископаемого топлива.

1. Приведите примерный синтез какой-либо пластмассы из глюкозы.
Учтите, что предложенный процесс должен быть как можно более
дешёвым.

2. Можно ли сделать пластик из сахара в домашних условиях? Если
можно, то приведите примерный рецепт его изготовления. Если нет – дайте мотивированный ответ, почему это невозможно.

Учёным широко известно явление биофлюоресценции, как среди морских животных, так и среди наземных обитателей. Суть этого явления зaключается в том, что живые организмы поглощают всей поверхностью тела или какой-либо её частью ультрафиолетовую часть спектра излучения, а после этого преобразуют её в видимое нами излучение. Если наземные животные пользуются всем спектром солнечного излучения, то обитатели водных глубин получают синий свет и его оттенки, а всю остальную часть спектра поглощает толща воды. Американские биологи обнаружили в результате длительного изучения, что многие виды морских рыб обладают способностью поглощать именно синий свет и трансформировать его в зелёный, красный и оранжевый.

Читайте также:  Попугай начал чесаться

Наблюдения велись за морскими обитателями в их естественной среде обитания. Учёные Джон Спаркс и Дэвид Груббер впервые столкнулись с явлением биофлюоресценции у рыб (мурен) в процессе исследований в районе Каймановых островов. После этого последовало масштабное изучение явления в акватории Соломоновых и Багамских островов с использованием труда множества специалистов. В процессе ночных погружений морские жители подвергались интенсивному воздействию синим светом, что стимулировало у них биофлюоресценцию. Получаемое световое представление, к сожалению, человеческим глазом не улавливается. А глаза рыб, оснащённые своеобразными жёлтыми фильтрами, позволяют им воспринимать флуоресцентное свечение. Чтобы его зафиксировать, применялись специальные камеры, оборудованные именно жёлтыми фильтрами.

Исследования выявили способность к биофлюоресценции у хрящевых рыб (скаты, акулы), и у костных (мурены, представители семейства ящероголовых и др.). Всего учёные зафиксировали более ста восьмидесяти "светящихся" видов. Биологи, в процессе работы, выявили множество разных механизмов создания неоновой окраски: от просто светящейся зелёной слизи, которая покрывает тело животного, до сложных встроенных графических моделей, производящих локализацию свечения в различных местах поверхности тела. На основании этого был сделан вывод, что эволюция биофлюоресценции шла в природе разными путями.

Специалисты высказывают предположение, что такая способность морских обитателей играет туже роль, что и всевозможная раскраска наземных животных. Она решает вопросы внутривидовой коммуникации, например, при поиске полового партнёра, а также помогает обеспечить безопасность, при контакте с естественными врагами. Напомним, что открытый в 1960 г. флуоресцентный белок медузы, произвёл переворот в биомедицине и широко используется сейчас при исследовании патологических процессов в физиологии человека.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *