Mivel a fény szentjánosbogár
Mintegy szentjánosbogarak hallott mindenki, sokan, még ők sem látták. Ők elterjedt szinte az egész világon, és minden kétezer faj képesek kibocsátani egy titokzatos, arany-zöld fény. Így a rovarok nemcsak jelzésre a helyét, hanem megkülönböztetni a „mi” és „ők”, egy meghatározott frekvenciával villogás. De hát azon, hogy pontosan hogyan is működik ez a varázslat? Elvégre egy apró hiba nem működik a fali ...
„Lantern” eszközt
Leggyakrabban a test fénye ezek a bogarak - fénykibocsátó - végén található a has és elvileg tényleg úgy néz ki, mint egy közönséges zseblámpa. Fénykibocsátó három rétegből áll. Az alsó réteget, a tükör fény kibocsátására képes. A felső réteg áttetsző hártya. De a legérdekesebb történik a középső réteg, ahol a fotogén sejtek vagy fototsity. Ők fényt miatt intenzív használata az oxigén.
A rovarok, nincs fény, és az oxigén áthalad a elágazó csőhálózatot (tracheoles) és tárolni a sejt mitokondriumok. A gyors felszabadulását szükséges oxigén mennyisége, szentjánosbogár szervezet termel nitrogén-oxid, amely eljárva a mitokondriumokban, kiszorítja az oxigént őket. Bekapcsolása és kikapcsolása ezen folyamatok szabályozott rovar idegrendszerre.
A lumineszcencia vagy fluoreszcens?
A bulvársajtó nevezik világító szervezetekre, és a fluoreszcencia, és lumineszcens. Mindkét folyamat a természetben előfordulnak (néha ugyanabban szervezetben), és jelenleg is aktívan tanulmányozta biológusok, genetikusok, gyógyszerészek és mérnökök. De ha a fluoreszcencia magában passzív újra-emissziója a fény egy enyhe csökkenés az energia és a megfelelő eltolódást a hullámhossz a lumineszcencia - egy aktív folyamat, amelyben a kémiai energia alakul át fény.
Enzimek, amelyek átalakítása kémiai energiát lumineszcencia, amelyek úgynevezett luciferázok és szubsztrátjai (szerves pigmentek) - luciferin. Mindkét szó származik a latin «Lucifer”, ami viszont áll a latin gyökerek lux «fény» és Fero «medve». Annak ellenére, hogy az azonos nevű, a luciferáz és luciferin mellett a funkció nagyon kevés közös vonása van: van egy másik szerkezet, a különböző háttérrel és különböző munkát.
A legtöbbet tanulmányozott rendszer a ragyogás szentjánosbogarak - biolumineszcenciával. Luciferáz reakciót katalizál, amelyben az ATP (sejt energia univerzális egység) aktiválja pigment luciferin molekulát, majd ezt csatlakozott az oxigén. „Magic” fordul elő abban a pillanatban, amikor elkülönül az oxidált luciferin CO2: dye molekula egy gerjesztett állapotban, hagyva, hogy az általa kibocsátott foton. Érdekes, hogy minden szervezetben, annak ellenére, hogy létrejöhet egy független lumineszcens rendszer, ez valahogy kapcsolódik a oxidáció.
Mi határozza meg a fény színét?
Elvileg a fény által termelt luciferáz lehet szinte bármilyen színű - származó kék-zöld-piros. A szentjánosbogár, különösen, a találmány tárgya egy izzás látható sárga-zöld része a spektrum megfelelő hullámhosszú 500 és 600 nm-nél. Ebben az esetben a kibocsátott fény szentjánosbogarak, nem teszi lehetővé a hő - nem rendelkezik infravörös és ultraibolya sugarakat. Eltérően a hagyományos elektromos lámpa, ahol az ömlesztett energia használhatatlanná válik a hő és a hatékonysága 5-10% szentjánosbogarak alakítjuk fény és 98% elfogyasztott elektromos energia.
Azonban a természet sok más élőlények, amelyek fényt bocsátanak ki - karámba, medúza, mélytengeri halak ... Ezek a sejtek egyaránt megtalálhatóak luciferáz és fluoreszcens fehérjék (pl jól ismert GFP). Ezek egyszerűen nem ugyanabban a cellában, de olyan szorosan kapcsolódnak egymáshoz, hogy van egy kvantum hatás átadása gerjesztés: egy foton termelt luciferáz nélküli sugárzó, átvisszük a GFP, amelynek a tekercsben egy megváltozott hullámhosszon.
Ezért a lakosság a mélytengeri, valamint a már kialakult alapján a kivont egy GFP fehérje izzó egér, sertés, halak és egyéb állatok, zöld - bár a luciferáz eredetileg kékre. Fluoreszcens lehetővé teszi, hogy növelje hatékonyságát sugárzás annak a ténynek köszönhető, hogy a fluoreszcens fehérje, mint Luciferin ilyen szervezetek kevésbé valószínű, hogy elveszíti gerjesztett állapotban nélkül kvantum fénykibocsátó. U-szentjánosbogár bogarak (például lumineszcens baktériumok) nem rendelkeznek a fehérjék, mint a GFP, és ebben a tekintetben a megvilágító rendszer van elrendezve könnyebb.
romantika egy kicsit ...
A tudósok úgy vélik, hogy a biolumineszcencia szentjánosbogarak egy kommunikációs eszköz interszexuális. Trópusi és észak-amerikai faj szentjánosbogarak néha énekel teljes kórus szerenádokat partnerei számára. Gyűlt össze az egyik fa, először villog minden a maga idejében. Aztán egy pár rovarok kezdődik csinálni szinkron. Beletelik egy kis időt, és fokozatosan az összes rovarok kezdődik egyszerre és azonos időben bocsátanak ki rövid villanások. Fél óra múlva az egész fa viselkedik, mint egy élő szervezet, és úgy tűnhet, hogy ez egyszerűen díszített koszorú elektromos izzók.
A nőstények reagálnak rájuk ugyanaz a fény-zene, villogó és gyengült az egész nyájat. Azonban az elvárások, „a valós szex” nem fog nevezni őket: a megjelenése hasonlít a szárnyatlan nőstény szentjánosbogár lárva. Firefly nem zavarta a kis dolgokat, legyek, hogy a barátnője ... de néha evett. Például a női szentjánosbogár faj Photuris utánozzák a ragyogás típusú Photinus és külföldi férfiaknál. Étkezni becsapott (és csalódott szerelmes) hím ragadozó ne csak étel, hanem a madarak és pókok, mivel a termelési tartalmaz egy speciális kémiai.
