Свои создания природа наделяет многими удивительными свойствами, одним из наиболее интересных и удивительных является свечение. Светляки, жуки из одноименного семейства, обладают характерной особенностью излучать свет. Наибольшее количество видов обитает в тропических широтах, но ив умеренном поясе по ночам зажигаются маячки. Иванов червячок, так прозвали обыкновенного светляка в России. Самки этого вида призывно сигналят зеленоватым фонариком на брюшке. В ночной темноте на опушке, поляне или берегу озера можно разглядеть одинокие огоньки.
Морфологическое описание вида
Обыкновенный светляк (Lampyrisnoctiluca) относится к отряду жесткокрылых. Длина имаго 12-18 мм. Насекомые встречаются на всей территории Европы и Азии. Половой диморфизм ярко выражен:
- Самец – сигарообразное тело размером не превышает 15 мм. Крупная голова прикрыта переднеспинкой. Глаза полусферические, усики короткие, нитевидные. Покровы тела мягкие. Темные надкрылья покрыты пунктировкой. Крылья прозрачные, складываются на спине. Жуки лишены ротового аппарата, они не питаются, живут за счет полезных веществ, накопленных личиночной фазой.
- Самка – тело удлиненное, плоское. Надкрылья и крылья редуцированы. Внешне насекомые похожи на личинок. Только самки обыкновенного светляка обладают способностью к биолюминисцентному свечению. Свет создается органом, расположенным в последних трех сегментах брюшка. На этом участке покров тела полупрозрачный.
Интересный факт. Название «иванов червячок» насекомое получило из-за русского поверья, согласно которому первый огонек светляк зажигает на праздник Ивана Купалы (7 июля).
Кому светит иванов червячок?
Ночным свечением малоподвижные самки привлекают партнеров для спаривания. Они не могут летать в поисках активных самцов, но нашли интересный способ обратить на себя внимание. Самки сидят на земле или взбираются на растения. Свечение продолжается в течение двух часов. Если завлечь партнера не удалось, они продолжают зажигать огонек 7-10 дней. Самцы замечают сияние, когда находятся в радиусе 50 метров от объекта. Пик брачного периода наблюдается в конце июня и начале июля.
Интересный факт. Мужские особи выбирают самок с наиболее ярким светом на брюшке. Она способна выносить больше яиц.
Светляки ведут ночной образ жизни, для обитания выбирают лесные поляны, берега водоемов (озер, рек, ручьев). Имаго и личинки любят влажность, к тому же в таких местах водятся улитки – любимая пища потомства иванового червячка. Лучшее время для наблюдения за светляками с 22 до 24 часов. Сияние насекомых должно привлекать внимание ночных хищников, но лягушки и рептилии их не трогают. Это связано с присутствием яда в организме светляков.
Механизм сияния
Заставить орган излучать зеленовато-желтое сияние позволяет химическая реакция. У женских особей Lampyrisnoctilucaесть группа особых клеток, опутанных трахеями для поступления кислорода и нервными окончаниями. Клетки наполнены люциферином – биологическим пигментом, при окислении которого появляется свет. Освобожденная энергия практически полностью идет на свечение, лишь 2% приходится на тепло. Отражателями световых волн служат клетки с кристаллами мочевой кислоты. Личинки также могут излучать свечение, но в меньшей степени.
Информация. Самцы светляка обыкновенного часто путают огонек ожидающей партнерши и свет искусственных светильников.
Размножение
После спаривания женские особи приступают к яйцекладу. За три дня они откладывают 50-100 яиц, помещая их под мох или в ткани травы. Яйца диаметром 1 мм, светло-желтые, могут светиться. Сквозь тонкую скорлупу виден зародыш. Дав жизнь потомству имаго умирают. Спустя 2-3 недели появляются личинки. На их темном теле, состоящем из 12 сегментов, заметны светлые пятна, которые с возрастом пропадают. Голова маленькая, мандибулы серповидные, имеет сосательный канал. На конце брюшка есть специальная кисточка для очищения слизи от моллюсков.
Хищные личинки питаются слизнями и улитками. Добыча в несколько раз превышает размеры охотников. Личинка несколько раз кусает моллюска и впрыскивает яд, разжижающий тело. Через некоторое время она выпивает питательную субстанцию. За время развития личинки линяют 4-5 раз. К зиме они забиваются под камни и окукливаются. Зимует куколка. Весной из нее выходит жук.
Развитие личинки может затянуться на несколько лет. Зафиксированы случаи уменьшения количества светляков в разные годы, связанные с этим фактором. Разрушение среды обитания, загрязнение или осушение водоемов, большое количество искусственного освещения приводит к гибели насекомых.
Светлячок насекомое – это многочисленное семейство из отряда жуков, обладающее удивительной способностью излучать свет.
Несмотря на то, что светлячки насекомые не приносят человеку практически никакой пользы, отношение к этим необычным насекомым всегда было положительным.
Наблюдая за одновременным мерцанием множества огоньков в ночном лесу, можно на некоторое время перенестись в сказку светляков.
Среда обитания
Светлячок жук обитает на территории Северной Америки, Европы и Азии. Его можно встретить в тропических и лиственных лесах, на лугах, полянах и болотах.
Внешний вид
Внешне светлячок насекомое выглядит очень скромно, даже невзрачно. Тело удлиненное и узкое, голова совсем маленькая, усики короткие. Размеры светлячка насекомого небольшие – в среднем от 1 до 2 сантиметров. Окраска тела коричневая, темно-серая или черная.
У многих разновидностей жуков ярко выражены различия между самцом и самкой. Самцы светлячков насекомых по внешнему виду напоминает тараканов, умеет летать, но не светится.
Самка внешне очень похожа на личинку или червячка, крыльев у нее нет, поэтому она ведет малоподвижный образ жизни. Зато самка умеет светиться, чем привлекает к себе представителей противоположного пола.
Почему светится
Светящийся свелорган у светлячка насекомого расположен в задней части брюшка. Он представляет собой скопление световых клеток – фотоцитов, через которые проходят множественные трахеи и нервы.
Каждая такая клетка содержит в себе вещество люциферин. Во время дыхания по трахеям в светящийся орган поступает кислород, под действием которого люциферин окисляется, выделяя энергию в виде света.
Благодаря тому, что через световые клетки проходят нервные окончания, светлячок насекомое может самостоятельно регулировать интенсивность и режим свечения. Это может быть непрерывное свечение, мигание, пульсация или вспышки. Таким образом, светящиеся в темноте жучки напоминают новогоднюю гирлянду.
Образ жизни
Светлячки – не коллективные насекомые, однако, они нередко образуют крупные скопления. Днем светлячки насекомые отдыхают, сидя на земле или на стебельках растений, а ночью начинают активную жизнь.
Различные виды светлячков отличаются по характеру питания. Безобидные растительноядные светлячки насекомые питается пыльцой и нектаром.
Хищные особи нападают на , пауков, многоножек и улиток. Есть даже виды, которые на стадии взрослой особи вообще не питаются, более того, у них нет рта .
Продолжительность жизни
Самка жука откладывает яйца на подстилку из листьев. Через некоторое время из яиц появляются черно-желтые личинки. Они отличаются отменным аппетитом, кроме того, светлячок насекомое светиться, если их потревожить.
Зимуют личинки жука в коре деревьев. Весной они выходят из укрытия, усиленно питаются, потом окукливаются. Спустя 2 - 3 недели из кокона появляются взрослые светлячки.
- Самый яркий светлячок жук обитает в американских тропиках.
- В длину он достигает 4 – 5 сантиметров, и светится у него не только брюшко, но и грудь.
- По яркости излучаемого света этот жучок в 150 раз превосходит своего европейского сородича – обыкновенного светляка.
- Светлячки использовались жителями тропических селений в качестве светильников. Их помещали в маленькие клетки и с помощью таких примитивных фонариков освещали свои жилища.
- Ежегодно в начале лета в Японии проводится Праздник светлячков. С наступлением сумерек зрители собираются в саду возле храма и наблюдают сказочно красивый полет множества светящихся жучков.
- Самым распространенным видом на территории Европы является обыкновенный светляк, которого в народе называют ивановым червячком. Такое название он получил из-за поверья, что светлячок насекомое начинает светиться в ночь на Ивана Купалу.
Погожим летним вечером, когда на землю только начинают спускаться первые сумерки, среди высоких травинок можно с легкостью рассмотреть загадочное свечение. Подойдя немного поближе и хорошенько присмотревшись, вы с улыбкой обнаружите, что это ваши давние знакомые – светлячки.
Эти жучки, известные каждому еще с детства, все так же интригуют и манят. Однако вопрос, почему они испускают свет, остается открытым.
Светлячки представляют собой семейство наземных ночных жуков, которые обладают способностью вырабатывать в темноте холодный желтовато-зеленый свет. Они имеют темно-коричневый окрас и в длину достигают полутора сантиметров. В мире в целом насчитывается около 2000 их разновидностей и практически все жучки, как и их личинки, являются хищниками. Они питаются такими беспозвоночными, как слизняки и улитки.
Наиболее распространены данные насекомые в условиях тропического и субтропического климата, в меньшей степени встречаются в умеренном географическом поясе. Светятся они в основном из соображений коммуникации, и выделяют половые, поисковые, защитные и территориальные сигналы.
Далеко не все разновидности светлячков обладают полным спектром вышеперечисленных сигналов. В основном они ограничиваются лишь призывными. Почему же происходит феномен свечения и как устроены «фонарики» светлячков?
Научное объяснение желто-зеленых маячков
Способность к биолюминесценции, к выработке света, у данных насекомых обусловлена в первую очередь наличием специальных органов свечения, фотоцитов.
На кончике брюшка под прозрачной частью панциря у светляков находится несколько сегментов, в которых под воздействием люциферазы происходит смешение люциферина и кислорода. Процесс окисления или расщепления люциферина и становится главной причиной, почему жуки выделяют свет.
Большинство представителей семейства способны регулировать яркость накаливания или производить краткосрочные, прерывистые вспышки. А некоторые светляки светятся синхронно. Ответом на вопрос, почему жучки не светятся все время, станет достаточно распространенное в научном мире мнение: светлячки могут контролировать доступ кислорода к органу свечения.
Толика романтики или пора на свидание
Изучая светлячков, энтомологи пришли к выводу, что основной причиной, почему жучки мерцают в темноте, является их желание привлечь потенциального партнера. Каждый вид имеет свои собственные отличительные сигналы, демонстрирует различные световые узоры. Так, светлячки самки, сидя на листике, посылают определенные сигналы светлячкам самцам, которые парят в воздухе и ищут свою «спутницу».
Увидев знакомый свет, они направляются прямиком к нему. Оказавшись рядом, светлячки спариваются, а самка немедленно откладывает в землю оплодотворенные яйца, из которых в дальнейшем вылупятся личинки, плоские по форме и коричневые по цвету. Некоторые личинки светятся до самого момента превращения в жуков.
Небольшие хитрости женской половины
Привлечение потенциального партнера – далеко не единственная причина, почему светляки используют свой дар к биолюминесценции. Некоторые виды мерцающих жуков могут вырабатывать свет для кардинально противоположных целей.
Например, светлячки, относящиеся к виду Photuris способны в точности копировать сигналы светляков другого вида. Таким образом, самки обманывают доверчивых чужаков-самцов.
Когда те подлетают в надежде спариться, самки Photuris пожирают их и получают достаточное количество питательных веществ для себя и готовых вылупиться из земли личинок своего вида.
Нестандартное использование природных фонариков
Глядя на яркое мерцание светлячков, еще с давних времен люди задумывались, почему бы не использовать их в полезных целях. Индейцы крепили их к мокасинам для подсвечивания троп и отпугивания змей. Первые переселенцы в Южную Америку применяли этих жучков в качестве освещения для своих хижин. В некоторых поселениях эта традиция сохранилась и до сегодняшнего дня.
В современном мире вопрос, почему и каким образом светлячки обрели способность к биолюминесценции, как можно использовать их дар в научных целях, будоражит ум не одного энтомолога. Ученым в ходе длительных проб и ошибок даже удалось найти ген, который заставляет клетки этих насекомых производить люциферазу.
Когда этот ген был выделен, его пересадили в табачный лист и засеяли семенами целую плантацию. Взошедший урожай светился при наступлении темноты. Эксперименты со светлячками еще не окончены: впереди нас ждет масса новых и интересных открытий.
Н.Ю. ФЕОКТИСТОВА
«...сначала там мигали только две или три зеленые точки, плавно скользившие среди деревьев.
Но постепенно их становилось больше, и вот уже вся роща освещена фантастическим зеленым заревом.
Никогда нам не доводилось видеть такого огромного скопления светлячков.
Они носились облаком среди деревьев, ползали по траве, кустам и стволам...
Потом сверкающие потоки светлячков поплыли над заливом...»
Дж.Даррелл. «Моя семья и другие звери»
Слышал о светлячках, наверное, каждый. Многие их видели. Но что мы знаем о биологии этих удивительных насекомых?
Светлячки, или светляки, – представители отдельного семейства Lampyridae в отряде жуков. Всего их насчитывается около 2000 видов, и распространены они практически по всему свету. Размеры разных видов светлячков составляют от 4 до 20 мм. У самцов этих жуков сигарообразное тело и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами и короткими антеннами, а также весьма надежные и крепкие крылья. А вот самки светлячков обычно бескрылы, мягкотелы и своим внешним видом напоминают личинок. Правда, в Австралии есть виды, у которых крылья развиты как у самцов, так и у самок.
Все виды светляков обладают удивительной способностью испускать в темноте мягкий фосфоресцирующий свет. Их орган свечения – фотофор – чаще всего располагается на конце брюшка и состоит из трех слоев. Нижний слой выполняет роль рефлектора – цитоплазма его клеток заполнена микроскопическими кристалликами мочевой кислоты, отражающими свет. Верхний слой представлен прозрачной, пропускающей свет кутикулой – словом все, как в обычном фонаре. Собственно фотогенные, вырабатывающие свет клетки, расположены в среднем слое фотофора. Они густо оплетены трахеями, по которым поступает воздух с необходимым для реакции кислородом, и содержат огромное количество митохондрий. Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для окисления особого вещества люциферина при участии соответствующего фермента – люциферазы. Зримым результатом этой реакции и является биолюминесценция – свечение.
Коэффициент полезного действия фонариков светлячков необыкновенно высок. Если в обычной электрической лампочке в видимый свет превращается лишь 5% энергии (а остальная рассеивается в виде тепла), то у светлячков в световые лучи переходит от 87 до 98% энергии!
Свет, испускаемый этими насекомыми, относится к довольно узкой желто-зеленой зоне спектра и имеет длину волны 500–650 нм. Ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в биолюминесцентном свете светлячков нет.
Процесс свечения находится под нервным контролем. Многие виды способны по своему желанию уменьшать и увеличивать силу света, а также испускать прерывистый свет.
Обладают светящимся органом как самцы, так и самки светлячков. Более того, светятся, хотя и гораздо слабее, личинки, куколки, и даже отложенные этими жуками яички.
Свет, испускаемый многими тропическими видами светлячков, очень яркий. Первые европейцы, поселившиеся в Бразилии, при отсутствии свечей освещали свои дома светлячками. Ими же наполняли лампады перед иконами. Индейцы, путешествуя ночью через джунгли, до сих пор привязывают к большим пальцам на ногах крупных светлячков. Их свет не только помогает видеть дорогу, но и, возможно, отпугивает змей.
Энтомолог Эвелин Чисман в 1932 г. писала, что некоторые эксцентричные дамы Южной Америки и Вест-Индии, где водятся особенно крупные светлячки, перед вечерними праздниками украшали этими насекомыми свои прическу и платье, и живые украшения на них сверкали подобно бриллиантам.
Мы с вами не можем полюбоваться свечением ярких тропических видов, но и у нас в стране живут светлячки.
Наш наиболее обычный большой светляк (Lampyris noctiluca) известен еще под названием «иванов червячок». Такое название получила самка этого вида, имеющая удлиненное бескрылое тело. Именно ее довольно яркий фонарик мы обычно замечаем по вечерам. Самцы иванова червячка – маленькие (около 1 см) бурые жучки с хорошо развитыми крыльями. У них тоже есть органы свечения, но заметить их обычно можно, только взяв насекомое в руки.
В книге Джеральда Даррелла, строки из которой взяты в качестве эпиграфа к нашей статье, упоминается, скорее всего, летающий светлячок Luciola mingrelica, встречающийся не только в Греции, но и на побережье Черного моря (в том числе в районе Новороссийска), и часто устраивающий там похожие фантастические представления.
А в Приморье можно встретить редкого и малоизученного светлячка пироцелию (Pyrocaelia rufa). И самцы и самки этого вида активно светятся в темные августовские ночи.
Считается, что биолюминесценция светлячков – средство межполового общения: световыми сигналами партнеры дают знать друг другу о своем местонахождении. И если наши светлячки светятся постоянным светом, то многие тропические и североамериканские формы мигают своими фонариками, причем в определенном ритме. Некоторые виды исполняют для своих партнеров настоящие серенады, причем хоровые, вспыхивая и затухая в унисон всей стаей, собравшейся на одном дереве.
А жуки, расположившиеся на соседнем дереве, тоже вспыхивают согласованно, но не в такт с светлячками, сидящими на первом дереве. Также, в своем собственном ритме, светятся жучки и на других деревьях. Очевидцы говорят, что это зрелище настолько яркое и красивое, что затмевает иллюминацию крупных городов.
Час за часом, неделями и даже месяцами, жучки мигают на своих деревьях все в том же ритме. Ни ветер, ни сильный дождь не могут изменить интенсивности и частоты вспышек. Только яркий свет луны способен на некоторое время притушить эти уникальные природные фонарики.
Можно нарушить синхронность вспышек, если осветить дерево яркой лампой. Но, когда внешний свет погаснет, светлячки опять, словно по команде, начинают мигать. Сначала те, что в центре дерева, приспосабливаются к одному ритму, потом соседние жуки подключаются к ним и постепенно волны вспыхивающих в унисон огоньков распространяются по всем ветвям дерева.
Самцы разных видов светлячков летают в поисках вспышек определенной интенсивности и частоты – сигналов, испускаемых самкой своего вида. Как только огромные глаза улавливают нужный световой пароль, самец опускаются рядом, и жуки, посияв друг для друга огнями, совершают таинство бракосочетания. Впрочем, эта идиллическая картина может иногда нарушаться самым кошмарным образом по вине самок некоторых видов, принадлежащих к роду Photuris. Эти самки испускают сигналы, привлекающие самцов других видов. А потом попросту закусывают ими. Подобное явление носит название агрессивной мимикрии.
Но если никаких трагедий не происходит и жуки одного вида находят друг друга, то после брачной церемонии самка откладывает яички, из которых выходят довольно прожорливые личинки, любимым кормом многих из которых являются улитки и слизняки. Своими мощными жвалами личинки светляков не только прокусывают покровы улиток, но и вводят в их тело парализующий яд. После чего спокойно пожирают добычу. Например в Японии на рисовых полях вполне обычны личинки водяного светлячка (Luciola cruciata). Живут они в воде или мокром иле и по ночам хорошо заметны из-за яркого голубого свечения. Эти личинки очень полезны тем, что поедают брюхоногих моллюсков, которые являются промежуточными хозяевами различных сосальщиков.
Выросшая личинка забирается под камни или под кору деревьев и там окукливается. Куколка переживает зиму, а весной из нее выходит новый светлячок, готовый радовать окружающий мир своим удивительным огоньком....
Прекрасные и загадочные светлячки способны не только услаждать наш взор. Этим созданиям по силам и более серьёзные дела.
В летние сумерки на опушке леса, у просёлочной дороги или на лугу можно увидеть, если повезёт, в высокой влажной траве «живую звёздочку». Подойдя поближе, чтобы хорошенько рассмотреть таинственную «лампочку», вы скорее всего будете разочарованы, обнаружив на стебельке мягкое червеобразное тельце со светящимся концом членистого брюшка.
М-да... Зрелище совсем не романтичное. Светлячком, пожалуй, лучше любоваться издали. Но что это за существо, неудержимо манящее нас своим прохладным зеленоватым сиянием?
ОГНЕННЫЕ СТРАСТИ
Светляк обыкновенный - а именно он обращает на себя наше внимание на большей части территории Европейской России - это жук из семейства лампирид. К сожалению, его название сегодня явно устарело - в дачных местностях вблизи больших городов «живой фонарик» давно стал редкостью.
В старину на Руси это насекомое знали как Иванова (или ивановского) червячка. Жук, похожий на червяка? Может ли быть такое? Может. Ведь наш герой - создание в каком-то смысле недоразвитое. Зеленоватая «лампочка» - это бескрылая личинкоподобная самка. На конце её незащищённого брюшка есть специальный светящийся орган, с помощью которого жучиха призывает самца.
«Я здесь, и я ещё ни с кем не спарилась», - вот что означает её световой сигнал. Тот, к кому обращен этот «знак любви», по виду - обычный жук. С головой, крыльями, ногами. Иллюминацию не устраивает - она ему ни к чему. Его задача - обнаружить свободную самку и спариться с ней для продолжения рода.
Возможно, наши далёкие предки интуитивно чувствовали, что в таинственном свете насекомых содержится любовный призыв. Не зря же они связали название жука с Иваном Купалой - древним языческим праздником летнего солнцестояния.
Его отмечают 24 июня по старому стилю (7 июля - по новому). Именно в этот период года проще всего найти светлячка. Ну а если он будет сидеть на листе папоротника, то издалека может сойти за тот самый чудесный цветок, который распускается в сказочную купальскую ночь.
Как уже говорилось, иванов червячок - представитель семейства светящихся жуков-лампирид, насчитывающего около двух тысяч видов. Правда, большинство насекомых, излучающих сияние, предпочитают тропики и субтропики. Полюбоваться этими экзотическими созданиями, не покидая пределов России, можно в Приморье на Черноморском побережье Кавказа.
Если вам доводилось прогуливаться тёплым вечером по сочинским или адлерским набережным и аллеям, вы не могли не заметить маленькие желтоватые трассирующие огоньки, наполняющие летние сумерки «русской Ривьеры». «Дизайнер» этой впечатляющей иллюминации - жук люциола мингрелика (Luciola mingrelica), причём свой вклад в световое оформление курорта вносят и самки, и самцы.
В отличие от немигающего сияния нашей северной светлячихи, половая сигнальная система южан сродни световой морзянке. Кавалеры летают невысоко над землёй и непрерывно с одинаковыми интервалами испускают поисковые сигналы - вспышки света. Если жених окажется поблизости от сидящей на листьях куста суженой, она отвечает ему своей характерной вспышкой. Заметив этот «знак любви», самец резко меняет курс полёта, приближается к самке и начинает посылать сигналы ухаживания - более короткие и частые вспышки.
В странах Юго-Восточной Азии живут светлячки, способные координировать подачу своих «любовных призывов» с сигналами находящихся поблизости сотоварищей. В результате возникает поразительная картина: в воздухе и в кронах деревьев начинают синхронно вспыхивать и гаснуть тысячи крошечных живых лампочек. Кажется, что невидимый дирижёр управляет этой волшебной светомузыкой.
Такое феерическое зрелище издавна собирает в Японии множество восторженных поклонников. Ежегодно в июне-июле в разных городах Страны восходящего солнца проходит Хотару Мацури - Праздник светлячков.
Обычно в тёплую погоду перед началом массового лёта светящихся жуков люди собираются в сумерках в саду возле какого-нибудь буддийского или синтоистского храма. Как правило, «жучиный фестиваль» приурочивают к новолунию - чтобы «посторонний» свет не отвлекал зрителей от сказочного представления живых огоньков. Многие японцы считают крылатые фонарики душами своих умерших предков.
Кадр из аниме "Могила светлячков"
ПОВЕРИВ АЛГЕБРОЙ ГАРМОНИЮ...
Слов нет, звёздочки, светящиеся под ногами, в кронах деревьев или барражирующие почти над самой головой в тёплом ночном воздухе. - зрелище поистине волшебное. Но это далёкое от науки определение не может удовлетворить учёного, который стремится познать физическую природу всякого явления окружающего мира.
Раскрыть тайну «его сиятельства» жука-лампирида - такую цель поставил перед собой французский физиолог XIX века Рафаэль Дюбуа. Для решения этой задачи он отделял органы свечения от брюшка насекомых и растирал их в ступке, превращая в светящуюся гомогенную кашицу, затем подливал немного холодной воды. «Фонарик» светил в ступке ещё несколько минут, после чего гас.
Когда учёный добавлял в кашицу, приготовленную тем же способом, кипяток, огонёк потухал мгновенно. Однажды исследователь на пробу соединил содержимое «холодной» и «горячей» ступок. К его изумлению, свечение возобновилось! Дюбуа оставалось только объяснить с точки зрения химии такой неожиданный эффект.
Крепко поломав голову, физиолог пришёл к выводу: «живую лампочку» «включают» два разных химических вещества. Учёный назвал их люциферин и люцифераза. При этом второе вещество каким-то образом активизирует первое, заставляя его светиться.
В «холодной» ступке свечение прекратилось, поскольку кончился люциферин, а в «горячей» - потому что под действием высокой температуры разрушилась люцифераза. Когда содержимое обеих ступок соединили, люциферин и люцифераза снова встретились и «засияли».
Дальнейшие исследования подтвердили правоту французского физиолога. Более того, как выяснилось, химические вещества типа люциферина и люциферазы присутствуют в светящихся органах всех известных видов жуков-лампиридов, живущих в разных странах и даже на разных континентах.
Разгадав феномен свечения насекомых, учёные со временем проникли и в другой секрет «сиятельных особ». Как рождается синхронная светомузыка, о которой мы рассказали выше? Изучая световые органы «огненных» букашек, исследователи установили, что нервные волокна связывают их с глазами светлячков.
Работа «живой лампочки» напрямую зависит от сигналов, которые получает и обрабатывает зрительный анализатор насекомого; последний, в свою очередь, подаёт команды на световой орган. Конечно, один жук не может охватить взглядом крону большого дерева или пространство поляны. Он видит вспышки сородичей, находящихся с ним рядом, и действует с ними в унисон.
Те ориентируются на своих соседей и так далее. Возникает своеобразная «агентурная сеть», в которой каждый маленький сигнальщик находится на своём месте и передаёт световую информацию по цепочке, не зная, сколько всего особей задействовано в системе.
С «ЕГО СИЯТЕЛЬСТВОМ» ПО ДЖУНГЛЯМ
Конечно, люди ценят светлячков прежде всего за красоту, загадочность и романтичность. Но в той же Японии, например, в старину этих насекомых собирали в специальные плетёные сосуды. Знать и богатые гейши использовали их в качестве изящных ночников, а бедным студентам «живые фонарики» помогали зубрить по ночам. Кстати 38 жуков дают столько света, сколько средняя по размерам восковая свеча.
«Звёздочками на ножках» как осветительными приборами с давних пор пользовались коренные жители Центральной и Южной Америки для ритуального украшения жилищ и самих себя в дни праздников. Первые европейские переселенцы в Бразилии наполняли жуками вместо масла лампады возле католических икон. Особо ценную услугу «живые фонарики» оказывали тем, кто путешествовал по джунглям Амазонии.
Чтобы обезопасить ночное передвижение по кишащему змеями и прочими ядовитыми тварями тропическому лесу, индейцы привязывали светлячков к ногам. Благодаря такой «иллюминации» риск случайно наступить на опасного обитателя джунглей значительно уменьшался.
Современному любителю экстрима даже амазонская чаща может показаться исхоженным местом. Сегодня единственная область, где туризм делает только первые шаги, - это космос. Но, оказывается, и в его освоение светлячки способны внести свой достойный вклад.
ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА МАРСЕ -РАССКАЖЕТ СВЕТЛЯК
Вспомним ещё раз Рафаэля Дюбуа, стараниями которого мир в XIX веке узнал о люциферине и люциферазе - двух химических веществах, обусловливающих «живое» сияние. В первой половине минувшего столетия его открытие было существенно дополнено.
Выяснилось, что для правильной работы «жучиной лампочки» необходима третья составляющая, а именно - аденозинтрифосфорная кислота, или сокращённо - АТФ. Эту важнейшую биологическую молекулу обнаружили в 1929 году, так что французский физиолог даже не подозревал о её участии в его экспериментах.
В фильме "Аватар" в темноте светятся не только насекомые и животные, но и растения
АТФ представляет собой своеобразный «портативный аккумулятор» в живой клетке, задача которого - обеспечение энергией всех реакций биохимического синтеза. В том числе и взаимодействия между люциферином и люциферазой - ведь для светоиспускания тоже нужна энергия. Сначала благодаря аденозинтрифосфорной кислоте люциферин переходит в особую «энергетическую» форму, а затем люцифераза включает реакцию, в результате которой его «лишняя» энергия преобразуется в квант света.
Ещё в реакциях свечения жуков-лампиридов участвуют кислород, перекись водорода, оксид азота и кальций. Вот как всё непросто в «живых лампочках»! Зато у них поразительно высокий КПД. В результате превращения химической энергии АТФ в свет теряется в виде тепла только два процента, в то время как у электрической лампочки бесполезно расходуется 96 процентов энергии.
Всё это хорошо, скажете вы, но при чём здесь космос? А вот при чём. Упомянутую кислоту «умеют делать» только живые организмы, но зато абсолютно все - от вирусов и бактерий до человека. Люциферин и люцифераза способны светиться в присутствии АТФ, которую синтезировал любой живой организм, не обязательно светлячок.
В то же время эти два вещества, открытые Дюбуа, искусственно лишённые своего неизменного спутника, не дадут «огонька». Зато если все три участника реакции вновь соберутся вместе, свечение может возобновиться.
Вот на этой идее и был основан проект, который разрабатывали в Американском аэрокосмическом агентстве (NASA) в 60-е годы прошлого века. Предполагалось снабжать автоматические космические лаборатории, предназначенные для изучения поверхности планет Солнечной системы, специальными контейнерами, содержащими люциферин и люциферазу. При этом они должны были быть полностью очищены от АТФ.
Взяв пробу грунта на другой планете, следовало, не теряя времени, соединить небольшое количество «космической» почвы с земными субстратами свечения. Если на поверхности небесного тела обитают хотя бы микроорганизмы, то их АТФ вступит в контакт с люциферином, «зарядит» его, а затем люцифераза «включит» реакцию свечения.
Полученный световой сигнал передаётся на Землю, и там люди сразу поймут - жизнь есть! Ну а отсутствие свечения, увы, будет означать, что этот островок во Вселенной скорее всего безжизнен. Пока, судя по всему, ещё ни с одной планеты Солнечной системы нам не мигнул зеленоватый «живой огонёк». Но - исследования продолжаются!
Если вы хотите выложить эту статью на ваш сайт или блог, то это разрешается лишь при наличии активной и индексируемой обратной ссылки на источник.