СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Теории и исследования жизненных процессов ПОЧЕМУ ВСЕ ЖИВОЕ СВЕТИТСЯ?

ПОЧЕМУ ВСЕ ЖИВОЕ СВЕТИТСЯ?

Известно, что морской червь спасается подобно ящерице, жертвующей собственным хвостом. Когда краб или хищная рыба нападает на червя, задняя часть пресмыкающегося ярко вспыхивает и хищник кидается на эту световую приманку, откусывая хвост. Через некоторое время червь, как и ящерица, отращивает себе уже новый хвост. А глубоководная креветка выбрасывает перед мордой хищника облако особой жидкости, образующей световую завесу, и благополучно скрывается от ослепленного преследователя.

Особенно разнообразно свечение у глубоководных рыб. Некоторые из них используют его для нападения, другие для защиты. Рыба-удильщик, например, приманивает добычу с помощью светящегося шарика, растущего на длинной (иногда в десять раз длиннее тела рыбы) удочке. Кальмары, рыбешка или раки кидаются на эту приманку и попадаются в зубы к удильщику.

То есть, свечение многих живых существ имеет вполне определенную цель. Но, как оказывается, далеко не у всех. Ни к чему, например, оно бактериям, грибам, медузам. Применив сверхчувствительные фотоэлектронные установки, итальянские ученые Колли и Фаццини еще в 1957 году обнаружили, что светятся прорастающие семена многих растений. А 1961 году советские исследователи Б. Тарусов, А. Поливода, А. Журавлев установили, что светятся также ткани млекопитающих и человека. Правда, свечение это очень слабое, гораздо слабее освещенности в самую темную ночь, и потому мы его не видим. Впрочем, глаза совы или кошки могут заметить любое живое существо по его свечению.

Таким образом, собственный свет оказался таким же неотъемлемым свойством всего живого, как обмен веществ. Никакой пользы от него как будто бы нет. Но если живое свечение, или биолюминесценция, как его называют ученые, в большинстве случаев не нужно, то почему же оно возникло и сохранилось на протяжении сотен миллионов лет в процессе эволюции?

Несомненно, защитная функция свечения имела и имеет место. Но она не может быть основной причиной, поскольку, если бы биолюминесценция возникла как защитное от кислорода явление, то трудно объяснить, как она появилась у живых организмов, светящихся и в отсутствии кислорода и в отсутствии опасности, - таких, как медузы, радиолярии, ктенофоры. Еще труднее объяснить, почему некоторые животные светятся только ночью. В настоящее время имеет место энергетическая теория биолюминесценции, которая учитывает и сверхслабое свечение тканей млекопитающих и высших растений. В чем же сущность этой теории?

Свечение живого организма возникает в результате химических реакций, в основном свободно-радикальных реакций окисления.

Расчеты показывают, что возбудители биохимических реакций - порции энергии, соответствующие энергии инфракрасных лучей. А одним из первых источников инфракрасных лучей для первых живых существ было Солнце. Его лучи и доставляли этим организмам необходимые им порции энергии.

Поэтому в первичных живых образованиях процессы шли только на свету, поскольку день и ночь тогда сменяли друг друга быстро (за 6 - 8 часов), так как Луна еще была близко от Земли и заставляла последнюю вращаться быстрее. Энергия инфракрасных лучей возбуждала молекулы белка и превращалась здесь в химическую энергию, механическое движение и т.д. А видимый свет в этих капельках жизни не задерживался: они ведь были прозрачные подобно современным медузам. Прозрачность помогала им также поглощать энергию солнечных лучей не только своей поверхностью, но и всем телом. Но стоило Солнцу зайти и все жизненные процессы в этих комочках первобытной живой материи замирали. А со временем, ночь стала возрастать по длительности. Чтобы стать независимыми от Солнца, живым организмам нужно было научиться получать энергию другим путем, запасать ее впрок и освобождать в требуемый момент и в нужном месте. Прошли сотни миллионов лет эволюции, и живые организмы "научились" использовать химическую энергию, выделяющуюся при окислении веществ пищи. Но при окислительных реакциях выделяются слишком большие порции энергии. Для тех же форм движения, которые использует жизнь, нужны порции энергии, соответствующие инфракрасным лучам. А куда девать избыточную энергию? Она не просто бесполезна, а очень опасна для нежных белковых молекул. Живые организмы "нашли выход": они стали выбрасывать избыточную энергию, то есть - светиться. Свечение стало своего рода предохранительным клапаном, через который из организма выводился избыток энергии.

Так живые организмы стали независимыми от Солнца.

Не исключено, что вначале живые организмы добывали себе энергию прямым окислением пищевых веществ, а, следовательно, и включали собственное "светило" только ночью. Светящиеся черви, например, если их держать все время в темноте, все же будут светиться только по ночам, с ошибкой во времени не более 5 минут. Подобная же суточная периодичность свечения присуща и морским одноклеточным водорослям.

А ткани млекопитающих светятся потому, что какой бы совершенной ни была система окисления с участием ферментов, она, очевидно, не в состоянии полностью исключить неферментативное окисление. Окислительная система в организме современных высших животных очень сложна и высококоординирована. Понятно, что всякое нарушение сложных биологических структур клетки портит эту стройную систему, и, следовательно, должна возрасти роль других способов отвода энергии, что в свою очередь будет сопровождаться усилением люминесценции. Многочисленные опыты показали, что раковые клетки, наоборот, содержат большое количество веществ, которые задерживают ценные окислительные реакции (так называемых ингибиторов) и снижают свечение.

Как видим, проблема биолюминесценции, которая раньше ограничивалась лишь некоторыми ярко светящимися ночью живыми организмами, превратилась в общую проблему современной биологии. С ней оказались связанными даже такие, казалось бы, далекие проблемы, как термостойкость растений, скорость роста, кинетика ферментативных реакций и многие другие. Так оказалось, что корешки теплостойких и нетеплостойких растений светятся по-разному. По свечению корешков можно определять и морозоустойчивость растений, а это может иметь прямое практическое значение.

Особенно ценно то, что биолюминесценция приносит нам информацию из самых глубоких недр живого с молекулярного уровня, информацию о тех биохимических реакциях, которые лежат в основе жизни.

Дата публикации: 7 августа 2000
Источник: SciTecLibrary.ru
Автор: к.т.н. Мохов Евгений Валерьевич

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.