Riddles ntawm Xwm: Bioluminescence

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Bioluminescence yog lub peev xwm ntawm cov kab mob muaj sia kom ci nrog lawv tus kheej cov proteins lossis nrog kev pab ntawm cov kab mob symbiotic.

Niaj hnub no, txog 800 hom tsiaj muaj sia nyob tau paub. Lawv feem ntau nyob hauv hiav txwv. Cov no yog cov kab mob, unicellular flagellate algae, radiolarians, fungi, planktonic thiab txuas coelenterates, siphonophores, hiav txwv feathers, ctenophores, echinoderms, worms, molluscs, crustaceans, ntses.

Qee cov tsiaj uas ci ntsa iab tshaj plaws yog pyrosomes (cov kab hluav taws kub). Ntawm cov dej tshiab bioluminescent hom, New Zealand gastropod mollusk Latia neritoides thiab ntau tus kab mob paub. Ntawm cov kab mob hauv av, qee hom fungi, earthworms, qwj, millipedes thiab kab ci ntsa iab.

Nyob rau theem microcosm, lub ci tsis muaj zog heev, uas peb tuaj yeem sau npe tsuas yog nrog kev pab los ntawm photometers rhiab heev, yog ib qho kev mob tshwm sim ntawm qhov tsis zoo ntawm cov pa oxygen reactive hom los ntawm cov enzymes, uas tsim nyog, tab sis lom rau cov hlwb, uas yog cov koom nrog hauv cov txheej txheem oxidation qabzib. Lawv kuj muab lub zog xav tau rau chemiluminescence rau ntau yam phosphor proteins.

Ib qho ntawm thawj lub teeb kab mob - lub hwj nrog cov kab lis kev cai ntawm cov kab mob luminous - tau lom zem ntau tshaj li ib puas xyoo dhau los los ntawm Dutch botanist thiab microbiologist Martin Beijerinck. Nyob rau hauv 1935, xws li teeb txawm illuminated lub tsev loj ntawm Paris Oceanological lub koom haum, thiab thaum lub sij hawm tsov rog Soviet microbiologist AA. Egorova siv cov kab mob luminous rau lub hom phiaj prosaic - kom teeb pom kev hauv chav kuaj.

Thiab koj tuaj yeem ua qhov kev sim zoo sib xws: muab cov ntses nyoos los yog nqaij rau hauv qhov chaw sov, tos ib lub lim tiam lossis ob zaug, thiab tom qab ntawd tuaj txog thaum hmo ntuj (los ntawm cua daj cua dub!) Thiab saib seb yuav ua li cas - nws zoo li cov kab mob uas nyob hauv. qhov nruab nrab nutrient yuav ci nrog lwm lub ntiaj teb lub teeb. Cov kab mob, feem ntau ntawm cov genera Photobacterium thiab Vibrio, thiab multicellular planktonic kab mob (daim duab) ci nyob rau hauv lub hiav txwv, tab sis lub ntsiab qhov chaw ntawm lub teeb yog ib tug loj tshaj plaws (txog 3 hli!) thiab complex unicellular kab mob - flagellate algae hmo ntuj. teeb.

Nyob rau hauv cov kab mob, phosphor proteins tau tawg thoob plaws hauv lub cell; nyob rau hauv unicellular eukaryotic (nrog ib tug cell nucleus) kab mob, lawv nyob rau hauv vesicles surrounded los ntawm ib daim nyias nyias nyob rau hauv lub cytoplasm. Hauv ntau cov tsiaj txhu, lub teeb feem ntau yog tawm los ntawm cov hlwb tshwj xeeb - photocytes, feem ntau muab faib ua cov kabmob tshwj xeeb - photophores.

Photocytes ntawm coelenterates thiab lwm yam tsiaj primitive, nrog rau photophores uas ua hauj lwm vim symbiotic photobacteria, ci tsis tu ncua los yog ob peb feeb tom qab txhua yam los yog tshuaj stimulation. Hauv cov tsiaj uas muaj ntau dua lossis tsawg dua kev tsim lub paj hlwb, nws tswj kev ua haujlwm ntawm photocytes, tig rau thiab tawm hauv cov lus teb rau sab nraud stimuli lossis thaum ib puag ncig ntawm lub cev hloov pauv.

Ntxiv nrog rau cov kab mob hauv lub cev, hauv hiav txwv sib sib zog nqus, octopuses, cuttlefish thiab squid, muaj ib hom kev zais cia ntawm lub ntsej muag: kev sib xyaw ntawm cov khoom zais cia ntawm ob lub qog sib txawv yog ejected ntawm lub mantle los yog los ntawm hauv qab lub plhaub thiab kis mus rau hauv lub cev. dej zoo li huab cua, ua rau tus yeeb ncuab dig muag.

Lwm qhov piv txwv classic ntawm bioluminescence yog ntoo rot. Nws tsis yog tsob ntoo nws tus kheej uas ci hauv lawv, tab sis mycelium ntawm cov zib ntab zoo tib yam.

Thiab nyob rau hauv ntau dua fungi ntawm genus Mycena, kuj loj hlob ntawm tsob ntoo rotting, tab sis nyob rau hauv sov cheeb tsam xws li Brazil thiab Nyiv, fruiting lub cev ci - dab tsi yog feem ntau hu ua nceb (txawm hais tias pwm, poov xab thiab lwm yam fungi kuj yog nceb, tsuas yog cov qis dua.). Ib hom ntawm cov genus no hu ua M. lux-coeli, "mycene - lub teeb ntuj ceeb tsheej."

Daim ntawv thov zoo tshaj plaws ntawm bioluminescence yog kev tsim cov nroj tsuag transgenic thiab tsiaj txhu. Thawj nas nrog GFP noob tso rau hauv chromosomes tau tsim nyob rau hauv 1998.

Glowing proteins yuav tsum tau ua haujlwm tawm tswv yim los qhia cov noob txawv teb chaws rau hauv chromosomes ntawm ntau yam kab mob: yog tias nws ci, nws txhais tau hais tias txoj kev ua haujlwm, koj tuaj yeem siv nws los qhia txog lub hom phiaj rau hauv genome. Thawj luminous ntses - transgenic zebrafish (Brachydanio rerio) thiab Japanese medaka mov ntses (Orizias latipes) - tau muag hauv xyoo 2003.

Hiav txwv ci ntsa iab

Cov neeg uas muaj hmoo txaus ua luam dej hauv hiav txwv thaum hmo ntuj thaum nws ci yuav nco txog qhov pom kev zoo nkauj no mus ib txhis. Feem ntau, qhov ua rau lub teeb ci yog flagellate algae ntawm lub teeb hmo ntuj (Noctiluca). Hauv qee lub xyoo, lawv cov lej nce ntau heev uas tag nrho cov hiav txwv ci ntsa iab. Yog tias koj tsis muaj hmoo thiab pom koj tus kheej ntawm ntug dej hiav txwv sov thaum lub sijhawm tsis ncaj ncees lawm, sim nchuav dej hiav txwv rau hauv lub thawv thiab ntxiv me ntsis suab thaj rau ntawd.

Noctylists yuav hnov mob rau qhov no los ntawm kev nce kev ua haujlwm ntawm luciferin protein. Caw cov dej thiab qhuas qhov ci ntsa iab. Thiab thaum koj nres los qhuas, koj tuaj yeem nco ntsoov tias koj tab tom saib ntawm ib qho ntawm qhov tsis paub tseeb ntawm qhov xwm txheej: qhov tsis muaj qhov pom tseeb ntawm cov txheej txheem hloov pauv ntawm qhov tshwm sim ntawm lub peev xwm ci ntsa iab hauv ntau yam taxa tau sau tseg hauv tshooj cais ntawm " Lub hauv paus chiv keeb ntawm hom" los ntawm Darwin, thiab txij thaum ntawd los, cov kws tshawb fawb tsis muaj peev xwm los daws cov lus nug no yog lub teeb ntawm qhov tseeb.

Luminescence tuaj yeem tsim nyob rau hauv cov kab mob uas nyob hauv lub teeb pom kev zoo, raws li cov xim sib xyaw ua ke uas ua haujlwm tiv thaiv lub teeb.

Tab sis maj mam sib sau ua ke ntawm ib tug zoo - ib tug photon ib ob, ob, kaum - ob qho tib si rau lawv thiab lawv cov txheeb ze nyob rau hauv dej hiav txwv nocturnal thiab sib sib zog nqus dej hiav txwv tsis muaj peev xwm cuam tshuam rau tej yam ntuj tso xaiv: xws li ib tug tsis muaj zog glow yog tsis hnov txawm los ntawm lub qhov muag rhiab heev, thiab cov zoo li npaj txhij-ua mechanisms ntawm khaus glow ntawm qhov chaw liab qab zoo li tsis yooj yim sua. Thiab txawm tias lub luag haujlwm ntawm lub teeb ci hauv ntau hom tseem tsis nkag siab.

Vim li cas lawv glow?

Cov kab mob glowing kab mob thiab cov fungi nyiam cov kab uas kis kab mob, spores, lossis mycelium. Insectivorous larvae ntawm New Zealand yoov tshaj cum Arachnocampa weave ib tug ntxiab net thiab teeb nws nrog lawv tus kheej lub cev, attracting kab.

Lub teeb ci tuaj yeem ua rau ntshai cov tsiaj nyeg ntawm jellyfish, zuag jelly thiab lwm yam tsiaj uas tsis muaj kev pab thiab maj mam. Rau tib lub hom phiaj, corals thiab lwm yam colonial tsiaj loj hlob nyob rau hauv ntiav dej glow nyob rau hauv teb rau txhua yam stimulation, thiab lawv cov neeg nyob ze, uas tsis muaj leej twg kov, kuj pib flicker. Dej hiav txwv corals hloov lub teeb tsis muaj zog luv luv ncav cuag lawv mus rau hauv hluav taws xob nrog lub wavelength ntev, tejzaum nws tso cai rau cov symbiotic algae inhabiting lawv cov ntaub so ntswg mus rau photosynthesize.

Nuv ntses pas nrig nrog lub teeb

Qhov kev txiav txim ntawm anglerfish (Lophiiformes) yog ntau haiv neeg (16 tsev neeg, tshaj 70 genera thiab tshaj 225 hom) thiab, tej zaum, qhov nthuav tshaj plaws ntawm cov ntses tob tob. (Muaj ntau tus paub txog hiav txwv anglers tsis yog los ntawm phau ntawv zoology, tab sis los ntawm cov duab tas luav "Nrhiav Nemo").

Angler cov poj niam yog cov tsiaj nyeg nrog lub qhov ncauj loj, cov hniav muaj zog, thiab lub plab muaj zog heev. Qee lub sij hawm cov ntses ntses tuag tau pom nyob rau saum npoo ntawm hiav txwv, choking ntawm cov ntses ntau dua li ob npaug ntawm lawv qhov loj: tus tsiaj tsis tuaj yeem tso nws vim yog cov qauv ntawm nws cov hniav. Thawj kab hluav taws xob ntawm lub dorsal fin yog hloov mus ua "nuv ntses" (illicium) nrog lub luminous "worm" (eska) thaum kawg. Nws yog cov qog ua kua uas muaj cov kab mob bioluminescent. Vim yog qhov nthuav ntawm phab ntsa ntawm cov hlab ntsha uas pub cov escu nrog ntshav, cov ntses tuaj yeem ua rau lub luminescence ntawm cov kab mob uas xav tau cov pa oxygen rau qhov no, lossis nres nws, nqaim cov hlab ntsha.

Feem ntau, lub ci tshwm sim nyob rau hauv daim ntawv ntawm ib tug series ntawm flashes, ib tug neeg rau txhua hom. Illicium nyob rau hauv hom Ceratias holboelli muaj peev xwm txav mus rau pem hauv ntej thiab thim rov qab mus rau hauv ib qho tshwj xeeb channel nyob tom qab. Luring prey, tus angler no maj mam txav lub luminous bait rau nws lub qhov ncauj kom txog rau thaum nws nqos cov tsiaj. Thiab Galatheathauma axeli muaj cov bait nyob rau hauv lub qhov ncauj.

Qhov chaw ntawm phosphors thiab txawm tias qhov xwm txheej ntawm lub ntsej muag ntawm lub ntsej muag ci tuaj yeem ua haujlwm rau kev sib txuas lus - piv txwv li, kom nyiam tus khub. Thiab cov poj niam ntawm American firefly Photuris versicolor, tom qab mating, pib "tawm ntawm Morse code" ntawm cov poj niam ntawm lwm hom, nyiam lawv cov txiv neej tsis yog rau kev hlub, tab sis rau lub hom phiaj gastronomic.

Tawm ntawm ntug dej hiav txwv ntawm Nyij Pooj, kev ua koob tsheej loj yog ua kev zoo siab los ntawm umitoharu (hiav txwv fireflies) - me me, 1-2 mm ntev, crustaceans ntawm genus Cypridina - thiab squid Watasenia scintellans. Vatazenia lub cev txog li 10 cm ntev, ua ke nrog tentacles, yog dotted nrog photophore pearls thiab illuminated cheeb tsam ntawm 25-30 cm nyob rau hauv txoj kab uas hla - xav txog yuav ua li cas lub hiav txwv zoo li nrog tag nrho cov tsev kawm ntawv ntawm cov squids!

Hauv ntau lub hiav txwv tob tob, lub cev tau pleev xim nrog cov qauv ntawm ntau xim lub teeb me ntsis, thiab cov duab photophores yog qhov nyuaj heev, zoo li lub teeb pom kev zoo tsuas yog nyob rau hauv txoj cai nrog reflectors thiab lo ntsiab muag (qee zaum ob thiab xim).

Ntau lub hiav txwv tob planktonic cws muaj peev xwm ci. Ntawm cov ceg tawv, raws ob sab thiab sab ventral ntawm lub cev, lawv muaj txog li 150 photophores, qee zaum npog nrog lo ntsiab muag. Qhov chaw thiab tus naj npawb ntawm photophores rau txhua hom yog nruj me ntsis tas li thiab nyob rau hauv qhov tsaus ntuj ntawm dej hiav txwv qhov tob pab txiv neej nrhiav poj niam thiab tag nrho ua ke - sib sau ua ke hauv pab yaj.