Bioluminiscencija

Svitac koji leti i svetli, Photinus pyralis
Ženka svica, Lampyris noctiluca

Bioluminiscencija je stvaranje i emitovanje svetlosti od strane živih organizama. Svetlost koja je nastala u hemijskoj reakciji i poznata je kod nekih algi, bakterija, gljiva i životinja. Ovaj način života ima svoje prednosti i mane, jer svojim svetlom organizmi mogu privući plen, a u isto vreme mogu privući i predatora. Glavni cilj bioluminiscencije je kamuflaža, kao i prilagođavanje bentosnih vrsta na njihov način života.

Istorija

Francuski farmakologist Rafael Dubua počinje ran rad na bioluminiscenciji.[1]

Pre razvitka bezbedonosnih lampi za upotrebu u rudnicima uglja, sušene riblje kože su korišćene prvenstveno u Britaniji, a kasnije i po celoj Evropi kao slab izvor svetlosti.[2][3]

Hemijski procesi

Jedinjenje, koje reemituje svetlost, naziva se luciferin, a enzim koji katalizuje njegovu oksidaciju je luciferaza, ali to su opšti nazivi koji podrazumevaju različite molekule kod različitih organizama. Luminiscencija nastaje biohemijskom reakcijom, koju katalizuje enzim i ona je pod kontrolom endogenog ritma koji se indikuje svetlosnim stimulisom, a održava se duže vreme pod konstantim uslovima. Bioluminiscencija nastaje hemijskim reakcijama u fotocitama, specijalnim ćelijama koje se obično nalaze u organima zvanim fotofore (organi koji proizvode svetlost). Luciferin oslobađa energiju u vidu hladne svetlosti koja je, uglavnom, svetlozelena, ali neke životinje emituju zelenu, žutu, a ponekad i crvenu svetlost.

Kod morske alge Gonyaulax polyedra, luciferin je jedan otvoreni lanac tetrapirola, koji je vezan za protein. U toplim morima, talasanje vode izaziva luminiscenciju populacije algi, kojih ima u veoma velikom broju i to predstavlja poznati atraktivni prizor noćnog svetljenja. Na mrtvim ribama i komadima mesa katkada se nasele svetleće bakterije koje imaju sposobnost svetljenja. I svetljenje nekih životinja potiče od bakterija koje žive simbiotski u posebnim životinjskim organima. Ipak, postoje i životinje koje, uz pomoć posebnih organa, imaju sposobnost stvaranja svetlosti. Ti organi mogu biti:

  • prosti fotociti koji su raspoređene po telu bez reda (hidroza, Obelia),
  • složene fotofore sa sočivima i filterima (ribe i lignje) i
  • neke vrste (ribe-fenjeruše, ribe-pecačice i neke lignje) koje u specijalnim organima gaje simbiotske, bioluminiscentne bakterije koje proizvode svetlost, a za uzvrat, od domaćina dobijaju hranljive materije i bezbedno mesto za život.

Mnoge životinje koriste svetlost kako bi došle u dodir sa jedinkama iste vrste ili kako bi privukle plen. Ova pojava češća je kod batipelagijskih vrsta (vrste koje žive u dubini mora) i svetlost, uglavnom, stvaraju kožni organi - fotofore. Postoje vrste kod kojih svetlost ne potiče od same životinje, npr. neke ribe mogu da izbace svetleće oblake i time zbune napadača dok se one spasavaju begom.

Razlikujemo tri vrste primene svetla i to kod:

  1. predatora (npr. ribe- pecačice iz roda Linophryne imaju mamac koji im je smešten na glavi, osvetljen pomoću bakterija i time one privlače plen do svojih usta),
  2. plena (npr. neke ribe, kao što su Gonostomatidae, imaju organe kod kojih se, stvorena svetlost, usmerava nadole stapajući se sa svetlošću s neba i ti organi imaju ulogu da sakriju životinju od predatora) i
  3. privlačenja partnera (npr. prepoznavanje i slanje signala koji pozivaju potencijalne partnere u funkciji razmnožavanja).

Obrasci emisije svetlosti, od strane nekih živih organizama, imaju značaj u taksonomiji. U svetu ima nekoliko hiljada rodova svitaca, a mogu se razlikovati po učestalosti, intenzitetu, boji i obliku zraka svetlosti. Intenzitet te svetlosti može biti duži ili kraći, stalni ili promenljiv.

Bioluminiscencija kod svitaca, koji pripadaju familiji Lampyridae, je jedna od najpoznatijih vizuelnih komunikacija na kopnu. U želji da lociraju i privuku partnera, svaka vrsta ima svoj obrazac i metod luminiscencije. Mužjaci, u svom noćnom letu, emituju specijsko specifični obrazac treperenja čiji su broj i stopa treptaja, kao i trajanje signala ključni za prepoznavanje partnera. Zbog kašnjenja i dužine odgovora ženke, mužjak nekoliko puta ponavlja svoj signal u redovnim intervalima sve dok ne dobije odgovor od strane ženke svoje vrste. Nakon lociranja partnerke, on nastavlja sa treperenjem i leti prema signalu koji mu šalje ženka koja se nalazi na biljkama ili na kamenju. NJen signal kasni oko 1 sekunde i nakon „dijaloga razmene svetlosnih signala dolazi do parenja.

U povoljnim uslovima, Dinophyta se namnoži u velikom broju, te voda na površini postaje crvena i ta pojava poznata je pod nazivom „crvena plima. Kod različitih organizama, bioluminiscencija ima različite zadatke i efekte. U životnom staništu bentosnih organizama, plen je teško pronaći. U slučaju da se plen pojavi, bitno je da predator što pre reaguje i da ga, uz pomoć bioluiminiscencije, privuče. Kod nekih kopnenih organizama, bioluminiscencija ima veliki značaj u oglašavanju partnera koji su u potrazi potencijalne partnerke, dok se kod nekih vrsta ova pojava javlja radi izbegavanja predatora.

Vidi još

Reference

  1. ↑ Poisson, Jacques (April 2010). „Raphaël Dubois, from pharmacy to bioluminescence” (French). Rev Hist Pharm (Paris) (France) 58 (365): 51–56. ISSN 0035-2349. PMID 20533808. 
  2. ↑ E. Thomas & Williams Ltd. „Original Types of Miners' Flame Safety Lamps”. Welshminerslamps.com. Arhivirano iz originala na datum 2013-02-01. Pristupljeno 13. 3. 2013. 
  3. ↑ Smiles, Samuel (1968) [1862]. Lives of the Engineers. Volume III (George and Robert Stephenson). London: David & Charles/John Murray. str. 107. ISBN 0-7153-4281-9. 

Literatura

  • Nešković M., Konjević R., Ćulafić LJ., Fiziologija biljaka, NNK-International, Beograd 2003.
  • Dietrich von Denffer, Hubert Ziegler, Botanika-morfologija i fiziologija, Školska knjiga, Zagreb 1988.
  • Blaženčić J., Sistematika algi 2000.
  • dinophyta.blogspot.com