«Моя Планета» рассказывает об удивительном явлении — светящихся живых существах и о том, где и когда их можно увидеть.
Около 800 видов существ на планете светятся в темноте, словно лампочки. Это и всем известные светлячки, и некоторые земляные черви, и подводные обитатели — глубоководные рыбы, медузы, кальмары. Некоторые организмы светятся постоянно, а некоторые способны лишь на короткие вспышки. Одни сияют всем телом, у других есть для этого специальные «фонарики» и «маячки».
Свет используется организмами в самых различных целях: для привлечения добычи и партнеров, для маскировки, отпугивания и дезориентации врагов или просто для общения с соплеменниками.
Способность живых существ излучать свет называется биолюминесценцией. В ее основе лежит химическая реакция, вызванная присутствием определенных веществ и сопровождающаяся выделением энергии. Ученые занялись изучением биолюминесценции лишь в конце XIX века, и до сих пор в этой области остается много вопросов и загадок. Мы расскажем о самых удивительных светящихся существах, которые населяют нашу планету.
Светляки
Представители семейства светляков (а их около 2000 видов) устраивают эффектные иллюминации по ночам, используя свой световой прибор на брюшке для спаривания и коммуникации друг с другом. Светиться способны не только взрослые особи, но и яйца и личинки. Свет представителей разных видов отличается оттенками и характером: от красно-желтого до зеленого, от непрерывного до пульсирующего. Многие виды этих жуков могут регулировать свет в своих «лампочках»: светить ярко или тускло, собравшись вместе, вспыхивать и гаснуть одновременно. Особенно коварны самки американского светлячка Photuris versicolor: сначала они излучают световые сигналы для привлечения самцов своего вида, а спарившись с ними, меняют позывные для заманивания самцов другого вида — уже в гастрономических целях.
На примере светлячков можно понять, как происходит процесс биолюминесценции в целом: в брюшке жука есть фотогенные клетки, содержащие небольшие молекулы — люцефирины. Под влиянием особого фермента — люциферазы происходит их окисление с выделением энергии (для реакции необходимо присутствие кислорода, аденозинтрифосфата и ионов магния). При этом энергия не идет на нагревание, как, например, у лампочки накаливания, а практически целиком переходит в холодный свет. КПД «лампочки» светлячка достигает 98%, притом что обычная лампа накаливания способна превратить в свет только 5% энергии. Свет от 38 жуков может конкурировать с пламенем средней восковой свечи.
Во многих странах люди использовали светлячков как источники света до изобретения Эдисона. Аборигены Центральной и Южной Америки украшали себя и жилища светлячками в дни ритуальных праздников. Индейцы Амазонки привязывали огненных жуков к ногам, надеясь их светом отпугнуть ядовитых змей в джунглях. Португальцы, колонизировавшие Бразилию, клали жуков в лампады возле икон вместо масла. Японские гейши набивали светлячками плетеные сосуды — получались эффектные ночники. Ловля светлячков и любование ими — давнее развлечение японцев.
Где увидеть: например, можно в июне приехать на японскую ферму Yuyake Koyake (в получасе езды от Токио), где обитает около 2500 сверчков.
Медузы
Медуза Aequorea victoria стала знаменитостью благодаря японскому ученому Осаму Симомуре: он заинтересовался ее свечением еще в 50-е годы, в течение десятилетий ведрами ловил подобных медуз и исследовал около 9000 экземпляров. В результате из медузы в лаборатории был выделен зеленый белок (GFP), который флуоресцирует зеленоватым светом при освещении его синим светом. Это казалось сизифовым трудом, пока не появилась генная инженерия и не нашлось применение GFP: теперь этот ген можно вживлять в живые организмы и воочию видеть, что происходит в клетках. За это открытие Симомура в 2008 году получил Нобелевскую премию по химии.
Где увидеть: у западного побережья Северной Америки.
Светящиеся черви
В сибирской земле живут люминесцирующие черви. Они имеют светящиеся точки по всему телу, реагируют голубовато-зеленым светом на различные раздражители (механические, химические, электрические), способны светиться до десяти минут, постепенно затухая. Удивительных червей, получивших название Fridericia heliota, обнаружили и изучили ученые из Красноярска. Получив мегагрант на создание лаборатории биолюминесцентных биотехнологий в Сибирском федеральном университете, они пригласили того самого Осаму Симомуру и смогли расшифровать структуру светящегося белка червей и даже синтезировать его в лаборатории. В этом году они опубликовали результаты своих многолетних исследований. Червей ученые собирали сами, перелопатив тонны сибирской почвы.
Где увидеть: в сибирской тайге ночью.
Личинки комаров
Грибные комары Arachnocampa проводят от полугода до года жизни в состоянии личинки, а в обличье комара живут всего один-два дня. Будучи личинками, они плетут из шелка ловчие сети, подобно паукам, и подсвечивают их собственным сине-зеленым светом. В результате их колонии на стенах и потолках пещер выглядят как звездное небо. Чем голоднее личинки, тем ярче они светятся, привлекая добычу — мелких насекомых.
Где увидеть: в австралийских и новозеландских пещерах — особенно популярны у туристов разных стран лодочные экскурсии в пещеры Вайтомо.
Рачки
Во время Второй мировой войны японцы собирали мелких ракушковых остракодов Cypridina hilgendorfii и использовали их для освещения ночью. Включаются эти природные лампочки очень просто: достаточно намочить их водой.
Где увидеть: в прибрежных водах и песках Японии.
Рыбы
В глубинах океанов живут удивительные светящиеся рыбы, оснащенные специальными органами — фотофорами. Это железы-фонари, которые могут быть расположены где угодно: на голове, спине, по бокам, вокруг глаз или рта, на усиках или отростках тела. Они заполнены слизью, внутри которой светятся биолюминесцентные бактерии. Любопытно, что рыба сама может контролировать свечение бактерий, сужая или расширяя сосуды, — для вспышек света необходим кислород. Самые интересные из светящихся рыб — глубоководные удильщики, живущие на глубине около 3 км под водой. У самок, которые могут достигать метра в длину, есть специальная удочка с «маячком» на конце: именно свет привлекает к ней добычу. Самый продвинутый вид удильщиков — придонная галатеатаума Galatheathauma axeli имеет световую «приманку» прямо во рту. Ей не нужно охотиться — достаточно просто открыть рот и проглотить добычу.
Еще одна колоритная рыбка — черный дракон (Malacosteus niger). Примечательна тем, что излучает красный свет с помощью специальных «прожекторов», расположенных под глазами. Свет не виден почти никому из глубоководных жителей океана, и рыба может спокойно освещать себе путь, оставаясь незамеченной.
Где увидеть: глубоко в океане.
Кальмары
Среди кальмаров насчитывается около 70 биолюминесцентных видов. Самым большим в мире светящимся существом является гигантский кальмар Taningia danae — ученым удавалось увидеть особь длиной 2,3 м и весом 60 кг. Световые органы расположены у него на щупальцах. Ученые предполагают, что кальмар излучает вспышки света с целью ослепить жертву и измерить расстояние до цели. В 2007 году команда из Национального музея науки Токио сняла на камеру фрагмент охоты кальмара-великана, обитающего на глубине до 1000 м.
Еще один удивительный головоногий — кальмар-вампир Vampyroteuthis infernalis. Из-за необыкновенных органов свечения он был выделен учеными в отдельный отряд. Помимо двух крупных фотофор у него есть маленькие светящиеся «фонарики» по всему телу, к тому же он умеет выпускать из кончиков щупалец световую завесу, состоящую из многочисленных голубых светящихся шариков. Это мощное оружие в борьбе с противником действует до десяти минут и позволяет кальмару скрыться в случае опасности. Любопытно, что подводный вампир может регулировать яркость и размер цветового пятна.
Где увидеть: в начале марта полчища кальмаров-светлячков Watasenia обитают в Японии около побережья залива Тояма. Эти небольшие существа живут в западной части Тихого океана на глубине до 350 м и по весне выходят на нерест к поверхности, устраивая светопредставление для туристов.
Огнетелки
Огнетелки, или пиросомы, — это морские свободноплавающие колониальные существа из класса оболочников. Они состоят из тысяч маленьких организмов — зооидов. Каждый из них имеет бактериальные светящиеся органы, благодаря которым вся колония люминесцирует голубовато-зеленым светом, видимым на расстоянии более 30 м. Плавает это животное, похожее на гигантского червя, замкнутым концом наружу, а во внутренней полости вполне мог бы поместиться взрослый человек. Подводное чудовище может разрастаться до 30 м в длину. Биологи называют пиросом морскими единорогами, так как они — одни из самых таинственных и малоизученных существ на планете.
Где увидеть: воды вблизи австралийского острова Тасмания — одно из немногих мест на планете, где огнетелки подплывают близко к берегу. В 2011 году в этих местах Майкл Барон заснял на видео 18-метрового морского единорога.
Зеленые животные
Благодаря белку, выделенному из медузы, учеными были выведены животные, светящиеся зеленым светом при освещении ультрафиолетом. В 1998 году появилась первая зеленая мышь с геном GFP, затем ученые подарили миру зеленых свиней и овец, светящихся разноцветных рыбок GloFish и генно-модифицированных шелкопрядов, которые производят флуоресцентный шелк. Ученые надеются, что цветные гены помогут бороться с болезнями, такими как ВИЧ, онкология, болезни Паркинсона и Альцгеймера.
Кто из нас не читал повесть Артура Конан Дойля "Собака Баскервилей", в которой рассказывается о светящейся собаке-убийце, преследовавшей семью Баскервилей. Кровь стынет в жилах и становится очень страшно...
Когда наступает ночь и около замка снова слышится страшный вой, а затем неожиданно появляется огромное страшное существо - значит, снова в семье Баскервилей кто-то будет убит. Впрочем, читая это, мы понимали, что светящаяся в темноте собака - это плод фантазии Конан Дойля, в реальности этого просто не может быть. Но мы ошибались. Прошли годы, и ученые разных стран научились выводить светящихся в темноте животных: свиней, мышей, кошек, собак, кроликов, рыб и обезьян.
Подобные эксперименты проводятся не ради шутки или прикола, а для изучения развития болезней и для нахождения наиболее оптимальных методов их лечения.
Свиньи, например, по многим параметрам схожи с человеком: по размеру сердца и кровеносной системы, по уровню гемоглобина в крови, по количеству эритроцитов и группам крови, по процессам пищеварения. И даже кожа хрюшек похожа на человеческую! Потрясающее количество сходств! Обезьяны, якобы наши предки, и те имеют гораздо меньшее количество генетических совпадений с человеком. Как же этим не воспользоваться!
Первыми светящихся свиней вывели ученые Китая. Они ввели в тело свиноматки, а точнее, в эмбрион, флюоресцентный протеин, взятый у медузы, способной светиться в темноте. Опыт удался, и в итоге родились очаровательные светящиеся поросята, при дневном освещении имеющие зеленоватый оттенок кожи, глаз, пятачков, зубов, копыт и даже всех внутренних органов, а если на них направить ультрафиолетовый свет, то они засияют, как огоньки!
Свечение на клеточном уровне, без вреда для организма животного, позволяет следить за всеми происходящими в организме процессами. Из оборудования нужен только микроскоп с ультрафиолетовой подсветкой.
Этот метод используется при наблюдении за организмом после пересадки стволовых клеток, которые обладают способностью превращаться в клетки органа, в который их пересадили. Введение клеток светящихся свиней позволяет по свечению проследить весь их путь в организме.
Схожесть организма свиньи и человека, возможно, в будущем позволит выращивать свиней-доноров для пересадки органов нуждающимся людям, но пока это не совсем получается. Ученые не смогли вывести свинью, генетически схожую с человеком, поэтому при пересадке тканей происходит отторжение.
Также проблема в том, что здоровых светящихся свиней очень мало, а вырастить их сложно. Поросятки зачастую либо рождаются мертвыми, либо с серьезными патологиями. Ученые надеются, что светящиеся свиньи могут приносить потомство, которое также может светиться. Да и еще нужно выяснить, не заразят ли светящиеся хрюшки-доноры людей какой-нибудь своей "свинской" болезнью.
Подобные эксперименты проводятся и с другими животными: кошками, обезьянами и т.д. В их организм "запускается" болезнь, которой может болеть и человек, а затем, наблюдая по свечению за развитием болезни, животное пытаются вылечить, применяя те или иные технологии и лекарства. Если животное выздоравливает, значит, найденное средство в будущем может помочь и человеку.
Протеин из медуз использовался и в экспериментах с малярийными комарами: удалось вывести комаров-самцов со светящимися половыми органами, которые не могут размножаться. Их отсортировали от самок (у тех ничего не светится) и выпустили на свободу. В результате замещения обычных малярийных комаров-самцов светящимися произошло сокращение их популяции.
Ercinia латинское название птицы герцинского леса, чьи перья светятся ночью is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы герцинского леса, чьи перья светятся ночью
Hercynia is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы Герцинского леса, перья которой светятся ночью is Latin name variant of Hercinia, bird of Hercynian forest in Germany with feathers which shine at night латинское название птицы Герцинского леса, перья которой светятся ночью
Начало этой легенде положил Плиний Старший в кратком сообщении в 10 книге своей "Естественной истории":
В Герцинском лесу в Германии, как нам рассказывали, водятся странные птицы, чьи перья светятся как огонь ночью.
Плиний Старший «Естественная история» X. LXVII. 132
Гай Юлий Солин в III веке н.э. увеличил это описание до целой истории. Оказывается, в тёмном Герцинском лесу (подробнее о леса см. в статье "Ахлис ") все не только привыкли к этой чудесной птице, но и, надрав с неё перьев, пользуются их особенностями для ночных путешествий:
В Герцинском лесу водятся птицы, оперение которых светится в темноте и даёт свет, разгоняющий царящую в чаще ночь. Поэтому местные жители стараются так направить свои ночные вылазки, чтобы можно было ориентироваться при этом свете. Также они отыскивают дорогу, бросая сверкающие перья во тьму впереди себя.
Солин «Собрание достопримечательностей», 20, 6-7
Исидор Севильский повторил информацию Солина , но с тем исключением, что путники, идущие ночным германским лесом, не бросают теперь перья впереди себя; теперь сами птицы летят впереди идущего и освещают ему путь своими сияющими крыльями. Исидор называет птиц эрциниями (Hercyniae) и производит это название от Герцинского леса (Hercynio) - имя, придуманное, возможно, самим Исидором.
Со временем эти птицы попали в свод сообщений, которые впитали в себя из "Этимологий" средневековые бестиарии. В бестиариях Второго семейства птица эрциния - обычный гость, однако никаких дополнительных особенностей этой птице бестиарии не добавили, исправно и почти дословно повторяя Исидора.
В "Космографии" Этика Истрийского (VII век) эти птицы неожиданно сменили локализацию и оказались обитателями не Герцинского леса, а Гирканского леса в районе Каспия . У Этика Гирканский лес выглядит не на своём месте, так как до этого он описывает северные регионы. Скорее всего, это была обычная ошибка, но она дала свои плоды и целый ряд средневековых авторов помещает этих птиц в регионы возле Каспия.
Любопытную стадию развития легенды о светящихся птицах зафиксировал Гуго Сен-Викторский, описав большую карту мира Эбстфорско - типа в 1030-1035 годах. В пространстве "вдоль северного океана, между Дунаем и этим океаном", Гуго, в частности, увидел некий мыс, заселённый гелонами, которые укрываются кожей врагов, затем готов, кинокефалов , а затем хазар, Gazari, и "лошадиный лес со светящимися птицами", saltus equinus, habens aves fulgore perspicvas (определение "лошадиный", eqinus - по-видимому, испорченное Hercinus.
Чекин, Л.С. "Картография христианского средневековья. VIII-XIII вв."
Гонорий Августодонский в XII веке идёт ещё дальше и от целиком придуманного "Гирканского леса" производит всю область Гирканию, а саму Гирканию помещает на запад от Бактрии:
Здесь начинается Гиркания, названная от Гирканского леса, где есть птицы, чьи перья светятся ночью.
Гонорий Августодонский "Об образе мира", I.XIX
Существует гипотеза, что начало этой легенде могло дать яркое оперение хвоста свиристели .
For the first time these birds were mentioned by Pliny the Elder (23-79 AD):
In Hercynio Germaniae saltu invisitata genera alitum accepimus, quarum plumae ignium modo conluceant noctibus.
Gaius Plinius Secundus "Naturalis Historia", VIII.123-124
We have been told of strange kinds of birds in the Hercynian Forest of Germany whose feathers shine like fires at night-time.
In 3 century A.D. Solin enlarged this brief account to a whole story:
Saltus Hercynius aves gignit, quarum pennae per obscurum emicant et interlucent, quamvis obtenta nox denset tenebras. unde homines loci illius plerumque nocturnos excursus sic destinant, ut illis utantur ad praesidium itineris dirigendi, praeiactisque per opaca callium rationem viae moderentur indicio plumarum refulgentium.
Cajus Julius Solinus "Collectanea rerum memorabilium", 20, 3
The Forrest of Hertswald bréedeth byrds, whose feathers shyne and giue light in the darke, though the night be never so close and clowdy. And therefore men of that Countrey, doo for the most parte so laye theyr outgoings by night, that they may vse thē for a helpe to direct theyr journey by: and casting them before them in ye open pathes, doo finde howe to kéepe theyr way by the glystring of those feathers, which shewe them which way to goe.
The excellent and pleasant worke of Iulius Solinus Polyhistor...
Isidore of Seville repeated all written by Solin except of traveler"s modus operandi with feathers of this bird. Name Hercynia first time appears also in "Etymologies".
Преснякова Татьяна
Из этой работы я узнала много нового о светящихся животных:
1.Обитают светящиеся животные в океанах и в морях.
2.Эти животные светятся на большой глубине, потому что туда не поступает солнечный свет.
3. Этим животным нужен живой свет для того чтобы привлечь особей противоположного пола, отвлекать противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд.
Работая с материалом я узнала много нового.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Министерство образования Саратовской области
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Лицей № 37»
Фрунзенского района города Саратова
Творческая работа на тему:
«Светящиеся животные»
Выполняла
ученица 9 «А» класса
Преснякова Татьяна Александровна
Преподаватель
Сарсенгалиева Н.Ж
Саратов 2012
1. Введение.
2. Для чего организмам живой свет.
3. Светящиеся животные.
4. Заключение
5.Список литературы
1.Введение:
Иногда ночью в лесу вам встретится странное явление. В знакомом месте, на исхоженной днем лесной тропинке неожиданно замерцает бледный голубоватый свет. Оказывается, это светятся пень и разбросанные вокруг него гнилушки. Осмотрев пень и гнилушки, вы обнаружите, что они пронизаны белыми нитями - грибницей опенка. Она-то (грибница) и светится ночью. Светиться могут также мясо и рыба, лежащие в темной кладовой. Летним вечером на берегу Черного моря среди скатанной волнами крупной гальки бывают видны продолговатые светящиеся предметы. Оказывается, светятся выброшенные морем полувысохшие рыбки - хамса или атеринка. И на мясе и на мертвой рыбе поселяются светящиеся бактерии, они-то и вызывают их свечение.
Во многих местах нашей страны - в средней полосе и на юге, в Приморье и на Сахалине - водятся светящиеся насекомые - светлячки. Они ползают и летают ночью среди кустов и деревьев, вспыхивая как маленькие огоньки. Однако большинство светящихся насекомых живут в тропиках. Особенно известны своим ярким свечением три рода жуков-щелкунов - пирофорусов, обитающих в Центральной и Южной Америке. Кубинские девушки украшали пирофорусами свои волосы. Но живые «драгоценности» сверкают в волосах девушек только ночью. Менее известны жуки фотофорусы с островов Новые Гебриды и Фиджи и чилийский кампилоксенус. У всех этих жуков светятся не только взрослые особи, но и личинки, яйца.
Интересное свечение бывает на море. За кормой лодки в штилевую погоду после заката солнца иногда тянется на 5-6 м светящийся след, а капли воды, падающие с весел, кажутся голубыми искрами. Это светятся мельчайшие простейшие организмы, размножившиеся в громадном количестве в поверхностном слое морской воды. В отдельности эти крошечные существа едва различимы, а когда их много, они производят впечатление единой светящейся массы или светящихся пятен, если скопления эти разбросаны. «А океан... кипит и сверкает,- писал И. А. Гончаров в путевых очерках «Фрегат «Паллада». - Под кораблем разверзается пучина пламени, с шумом вырываются потоки золота, серебра и раскаленных углей».
Свечение моря приносит иногда немалую пользу. Рыбакам оно показывает косяки рыбы, а моряки замечают по усиливающемуся свечению моря подводную опасность - скалу, риф, отмель. В военное время свечение моря выдавало торпеду или подводную лодку. Но не раз бывало во время войны и так, что корабли из-за свечения моря не могли развивать полный ход. Быстро идущий корабль сильно будоражит воду, это вызывает заметное свечение вокруг него, и особенно следа корабля. Демаскируемое све-"чением судно вынуждено замедлить ход, чтобы не быть замеченным противником.
Среди морских животных есть немало светящихся. В заливе Посьета на Дальнем Востоке в конце лета бывают видны ночью голубоватые вспышки. Группа эта очень древняя, и о ней узнали, лишь когда стали изучать глубоководную фауну. Сейчас советскими морскими экспедициями собраны десятки видов этих своеобразных животных. Очевидно, и погонофоры в древние геологические эпохи заселяли мелкие моря, потом они там вымерли и сохранились только в глубинах океана.
Глубоководная фауна формировалась, очевидно, в зоне холодных и умеренных морей, где животные, погружаясь в глубину, не встречали значительных изменений температуры. Часть глубоководной фауны могла возникнуть и в тропической зоне океана.
Очень интересны и разнообразны приспособления у глубоководных животных для существования в океанических глубинах. Здесь много хищных рыб - их внешний вид наглядно говорит об образе жизни. У них громадные пасти с длинными загнутыми назад острыми зубами; кажется, что все животное состоит из одной пасти. Туловище же обычно непропорционально тонкое, иногда короткое.
Какова жизнь в темных, лишенных света глубинах океана? Чем глубже проникает в море дневной свет, тем быстрее он слабеет. Путешественник в глубины океана В. Биб пишет, что у воды в верхних 50 м зеленая окраска, на глубине 60 м - зеленовато-синяя или сине-зеленая, на 180 м у нее ясный синий цвет, на 300 м - слабый черновато-синий. Еще на глубине 580 м Биб улавливал последние следы света. Различными приборами с фотографическими пластинками, а еще точнее с помощью фотоэлектронных камер обнаружено, что свет проникает в толщу океана до глубины 1500 м. Глубже уже никакие приборы его не улавливают. Но животные обитают и глубже 1500 м. Они существуют здесь в полном мраке, в котором лишь кое-где теплятся призрачные огни холодного «живого света». Даже на самой большой глубине - около 11 тыс. м - можно найти животных. На этой глубине они испытывают чудовищное давление. Морской черт – увы, не светится.
Океаническую среду называют царством однообразия. Это в наибольшей степени справедливо по отношению к глубинам океана. Здесь в воде почти нет колебаний температуры и солености. В глубинах океана и на его дне жизнь по сравнению с прибрежными районами в тысячи и десятки тысяч раз беднее. У побережий количество донных животных нередко выражается сотнями граммов или даже несколькими килограммами на квадратный метр морского дна. А в глубинах океана это количество иногда равно лишь нескольким миллиграммам на такую же площадь дна. Плотность планктона в прибрежных водах достигает сотен, иногда тысяч миллиграммов на 1 м 3 , а в глубинах она ограничивается миллиграммами или даже долями миллиграмма. Это объясняется в первую очередь обилием пищи у побережий и недостатком ее в океанских глубинах. .
Население поверхностных зон Мирового океана насчитывает около 170 тыс. видов разных животных, главным образом простейших, губок, кишечнополостных, червей, членистоногих, иглокожих, рыб и млекопитающих. Чем глубже, тем меньше видов, а на самых больших глубинах океана обитают всего лишь немногие сотни или даже десятки видов. Там преобладают корненожки фораминиферы, губки, кишечнополостные, черви, ракообразные и иглокожие. Глубоководные рыбы обитают на несколько меньших глубинах.
В наше время изучение жизни морских глубин достигло значительных успехов. Большая заслуга в этом принадлежит советским научным экспедициям, проводящим свои исследования в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.
Глубоководная фауна создавалась постепенно, начиная с древнейших геологических эпох. Продолжает она создаваться и теперь. Поэтому в ее составе есть и очень древние формы, и еще совсем молодые. Замечательную находку сделала датская глубоководная экспедиция, плававшая на судне «Галатея». В Тихом океане к западу от Мексиканского побережья с глубины 3,5 км был выловлен удивительный моллюск неопилина. Это представитель особого класса, который был широко распространен в мелководных морях сотни миллионов лет назад - в древнейшие геологические эпохи. Очевидно, за длительные геологические периоды условия жизни в океанических глубинах почти не изменились, чего, конечно, не могло быть в поверхностных слоях океана.
В глубинах дальневосточных морей и в глубоководных впадинах Тихого океана обитает группа морских беспозвоночных животных, близкая к позвоночным,- погонофоры.
В воде на искрящемся фоне вдруг вспыхивает что-то величиной с ладонь, а позади протянется, как по линейке, узкий светящийся след. Это светится слизь, которую выпускает, уходя от врагов, маленькая мелководная каракатица сепиола. На юге Индии рыбаки ночью ловят в прибрежных лагунах светящуюся рыбу величиной с нашего карася - лейогната, интересную тем, что она не только светится, но и издает звуки. В Индонезии по ночам мерцают у берегов небольшие рыбки фотоблефарон и аномалопс. Вырезанные у них светящиеся органы не гаснут несколько часов. Рыбаки наживляют свои удочки этими фонариками.
Цель работы:
Я заинтересовалась этой темой и мне хотелось узнать:
1.Где обитают светящиеся животные
2.Почему они светятся
3.Зачем организмам живой свет
С этой работой я постараюсь раскрыть все поставленные задачи пред мною.
2.Для чего организмам живой свет?
Ничто в природе не происходит небеспричинно. Так и свечение вызвано биологическим приспособлением организмов к среде обитания, развившимся в процессе длительной эволюции.
У глубоководных рыб люминесценция служит главным образом для освещения и приманки добычи. Яркость дневного освещения поверхности моря убывает с глубиной в среднем в 10 раз на каждые 50 метров. При этом толща морской воды подобна фильтру, пропускающему только зеленые и синие лучи. Еще недавно полагали, что в четырехстах метрах от поверхности моря господствует полный мрак. Но позднее точные измерения показали, что это не так. Ученые выяснили, что свет на больших глубинах вызван... светящимися мелкими и крупными организмами. Начиная с глубины 200 метров уже появляются отдельные вспышки света; на глубине 300 метров они становятся непрерывными, и дальнейшего ослабления освещенности уже не наблюдается, так как биологическая люминесценция становится сильнее, чем сила света, проникающего на эту глубину с поверхности. Отдельные вспышки света по своей интенсивности превышали при ночных измерениях общую освещенность в 200 раз, иногда даже в 1000 раз. Весьма возможно, что самые сильные вспышки случались при соприкосновении прибора фотометра со светящейся рыбой или иным светящимся организмом...
«Живая» иллюминация глубоководных рыб многообразна: у одних светится вся поверхность тела; у других - фотофоры - скопления светящихся клеток, расположенных по сторонам тела, на голове или хвосте. А существуют и подводные красавицы - сказочные морские царевны, одетые природой в фантастические наряды, мерцающие, как звездное небо.
Ученые полагают, что биолюминесценция достаточна для ориентировки в окружающей среде многих глубоководных организмов. Например, большие глаза рыбы диодон, приспособленные к слабой освещенности океанских глубин, обладают светосилой 1:2. Но ведь это не уступает оптике хороших современных фотоаппаратов!
Всемогуществу эволюции живой природы порой могут позавидовать инженеры-конструкторы лучших оптических, звуковых и электронных приборов и аппаратов. Например, если люминесценция служит для освещения среды, то стенки живого органа обложены рядом клеток, выполняющих роль рефлектора. Другие клетки, закрывающие орган, можно сравнить с линзой. Над нею у некоторых организмов расположен слой цветных клеток, служащих светофильтром. Замечательно, что многие рыбы в зависимости от обстановки способны зажигать или гасить природную «иллюминацию». Поэтому в процессе эволюции развились приспособления, позволяющие «живыми» затворами открывать или закрывать светильник.
Другой формой приспособления животных к окружающей среде в борьбе за существование является выбрасывание в случае опасности наружу светящейся жидкости или «облака». Кроме таких отпугивающих, ослепляющих световых завес существуют и маскировочные «химические завесы», уничтожающие и заглушающие запахи обороняющегося или нападающего животного.
Особенно интересны светящиеся органы головоногих моллюсков - спрутов (осьминогов) и кальмаров. Правда, в романах В. Гюго и Жюля Верна эти животные иногда спутаны и размеры их несколько преувеличены. Но в южной части Тихого океана действительно иногда встречаются огромные кальмары, достигающие пятнадцати – двадцати метров в длину (размах щупалец) и весящие несколько тонн. Такие исполины порой вступают в страшные смертельные битвы с кашалотами на глубинах до тысячи метров и более. Неудивительно, что у головоногих развились многие уникальные органы и функции: у них три сердца и голубая кровь; они обладают способностью изменять для маскировки окраску своего тела. Поэтому их и называют «хамелеонами моря».
Но самое интересное для нас - свечение моллюсков.
Даже маленький кальмар-светлячок ватазения из залива Тояма в Японском море в пору своего множения встречается у поверхности массами, ярко люминесцируя от толчков друг о друга. Свечение возникает в результате механического раздражения - движения воды, трения о пузырьки воздуха и прикосновения к другим организмам. Голова, мантия и наружная поверхностьдвух брюшных пар щупалец усеяны многочисленными маленькими жемчужинками - фотофорами . Пять таких же, но более ярких фотофоров окаймляют каждый глаз. А три больших и наиболее ярких фотофора сидят на концах брюшных щупалец. Свет одной ватазении освещает в воде зону диаметром 25-30 сантиметров. А ведь их скапливается в заливе несметное множество!
Заметим, что свечение этих кальмаров, так же, как и люминесценция многих червей и насекомых, выполняет роль привлечения особей другого пола. Поэтому свечение самок и самцов различное.
Еще сложнее и более совершенно свечение глубоководных кальмаров. Н. И. Тарасов так описывает это явление: «Центральные глазные органы кальмара ликотейтис диадема из Индийского океана с глубины3000 метров - светятся ультрамариново-синим, боковые - жемчужно-белым, серединные брюшные небесно-голубым, а передние - рубиново-красным цветом». Как не сказать, что это реальное чудо-животное превосходит холодным светом даже фантастическую жар-птицу!.. А светящиеся органы глубоководных кальмаров прожекторного типа допускают выход света только в одном нужном направлении, содержат «живые» рефлекторы, линзы (иногда двойные!), «зеркало». А у кальмара ликотейтис обнаружена даже окраска «линз». Есть о чем подумать конструкторам-бионикам!
Столь же совершенны и светопроизводящие железы глубоководных спрутов и кальмаров. Осьминоги, живущие у поверхности, в случае опасности выбрасывают облако «чернильной» жидкости, а глубоководные извергают светящееся облако. То же происходит и у кальмаров. Это понятно: ведь во тьме глубин, несмотря на люминесценцию многих организмов, «чернила» для постановки «дымовых маскировочных завес» окажутся бесполезны. Поэтому чернильная железа в процессе длительной эволюции преобразовалась в орган, вырабатывающий особую слизь, которая выбрасывается в качестве световой завесы.
К сожалению, размеры очерка не позволяют рассказать о других светящихся животных и растениях, подробнее познакомить читателя с явлением люминесценции в природе. Нерешенных проблем в этой области еще много. Надеемся, что знакомство юных читателей с нашим рассказом побудит многих избрать в будущем увлекательную профессию биологов и гидробиологов, зоологов и ботаников. Не раскрытых наукой загадок и тайн хватит на всех!
Ученые обнаружили 7 новых видов глубоководных червей в Тихом океане. Черви из нового рода Swima достигают в длину всего 10 см. Лишенные глаз они имеют похожие на лопатки щетинки, благодаря которым они могут плавать вперед и назад.
Но это не главная их особенность. Червей отличает наличие небольших светящихся зеленоватым светом образований, напоминающих по форме капли. Эти образования могут отбрасываться, отвлекая противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд, что дает червям возможность скрыться. Наблюдения проводились специалистами на глубине 2 тыс. – 3 тыс. м возле побережья Мексики, Калифорнии и Филиппин.
По словам ученых, найденные экземпляры больше похожи на червей, живущих в отложениях на дне океана, чем на других плавающих червей, сообщает New York Times.
3.Светящиеся животные
Светящиеся животные - встречаются во многих группах и почти во всех типах животного царства. Надо при этом заметить, однако, что в некоторых случаях свечение животного могло быть явлением патологическим, обусловленным присутствием С. бактерий в теле животного.
«Океан «кипит» и сверкает пуще звезд. Под кораблем разверзается пучина пламени, с шумом вырываются потоки золота, серебра и раскаленных углей... Наступает за знойным днем душно сладкая долгая ночь с мерцаньем в небесах, с огненным потоком под ногами, с трепетом неги в воздухе», - поэтично описал ночное свечение Атлантического океана в тропиках И. А. Гончаров в 1853 году, во время кругосветного путешествия на фрегате «Паллада». Свечение наблюдается н в Северном Ледовитом океане. Академик П. П. Ширшов, океанолог и гидробиолог, во время зимовки на «Челюскине» в 1933/34 году наблюдал искрящееся свечение в Арктике. Советский полярный исследователь К. С. Бадигин, командовавший ледокольным пароходом «Георгий Седов» во время знаменитого дрейфа, записал 9 января 1940 года: «Когда вода сбегает, на льду остается зеленоватое свечение. С большим волнением слежу я за ним… Грозное и, вместе с тем, прекрасное, ни с чем не сравнимое зрелище…»
Но что порождает это феерическое явление?
Свечение моря волновало людей с незапамятных времен, вызывая не только изумление и восхищение, но и суеверный страх. Отсутствие научных знаний невольно приводило к фантастическим объяснениям, находившим воплощение в мифах, легендах и сказках.
Даже в эпоху возрождения свечение моря воспринималось как чудо. Сохранилось описание загадочных огоньков в море, виденных Х. Колумбом в ночь на 12 октября 1492 года, когда корабль «Санта Мария» приблизился к островам «Вест-Индии». Корабль в то время находился недалеко от острова Ватлинг, места первой высадки Колумба. Но в конце ХV века он, естественно, разгадать природу огоньков не мог...
А вот основоположник учения об эволюции живой природы Ч. Дарвин в своем «Путешествии на корабле «Бигл» уже описал не только свечение моря, но и свечение гидроида - одного из низших беспозвоночных животных, добытого в море у Огненной Земли: «Я держал в сосуде с соленой водой большой пучок этих зоофитов… Когда я натирал в темноте какую-нибудь часть ветки, то все животное начинало сильно фосфоресцировать зеленым светом; ничего красивее в этом роде я, кажется, и не видывал. Самым же замечательным было то, что искры света поднимались вверх по веткам, от их основания к концам».
Мы все ближе приближаемся к разгадке тайны... Спустя двадцать лет И. А. Гончаров, находясь на борту фрегата «Паллада», описывает скопление в западной части Тихого океана простейших одноклеточных организмов рода ночесветок, вида ноктилюка многотысячная. Эти крохотные существа размером от 0,2 до 2 мм широко распространены почти по всему Мировому океану.
Ночесветка встречается и в Черном море. Океанолог академик Л. А. Зенкевич и гидробиолог Н. И. Тарасов видели свечение многих тысяч ночесветок в Одесском заливе и в Севастопольской бухте даже днем!
А вот в Балтийском море ночесветка не заходит восточнее 10 гр. восточной долготы.
Вообще, перидинеи, к которым относится и отряд ночесветковых, - это основной источник наиболее распространенного искрящегося свечения моря в прибрежных водах. Вокруг каждого светящегося организма свет рассеивается, и образуется световое пятнышко. Если таких светящихся планктонных организмов много, то пятнышки сливаются в сплошную световую пелену. Свечение моря усиливается в пенистой кильватерной струе за кораблем.
Кроме искрящегося наблюдается и вспышковое свечение. Вспышки вызываются активно движущимися макроскопическими животными и особенно крупными представителями планктона - медузами и другими организмами.
Свечение может охватить одн6временно значительные пространства моря в десятки и сотни квадратных километров или, напротив, образовывать четко ограниченные небольшие участки в форме пятен или полос, напоминающих «ветряные мельницы».
Ночные феерии
Еще в XVIII веке М. В. Ломоносов писал, что «надо подумать о безвредном свете гниющих деревьев и светящихея червей. Затем надо написать, что свет и теплота не всегда взаимно связаны и поэтому различествуют».
Народы многих стран издавна наблюдали явление «холодного» света в природе. И не только северные (полярные) сияния, но и ночные огоньки насекомых - светляков . Из более чем тысячи видов этих жуков 20 водятся в Советском Союзе. На севере и в средней полосе России обычен светляк, названный народом «иванов червячок». B Японии распространены ракушковые рачки рода ципридина, которых называют «умихотару», - морской светляк , излучающий яркий голубоватый свет.
Самостоятельное «живое» свечение иванова червячка и ципридины нельзя отождествлять с несамостоятельным свечением древесных гнилушек и пней, вызванным грибницей опенка в результате химических процессов при окислении. Другие причины вызывают свечение гнилого мяса и мертвой рыбы, которое описал еще древнегреческий философ Аристотель. Он конечно не подозревал, что свечение возникает от заражения мяса бактериями. Бактериальное свечение мертвой рыбки или рачка заметно в темноте на расстоянии до двадцати метров.
А вот некоторые гусеницы и комары, морские раки и рыбы излучают свет вследствие симбиоза с бактериями. Известно много видов водных и наземных бактерий, испускающих свет в видимой части спектра. Культуры бактерий способны светиться в течение многих лет. Нидерландский ботаник и микробиолог Мартин Бейеринк культивировал одну и ту же линию светящихся бактерий на протяжении четверти века, с1886 по 1911 год. Он же создал одну из первых бактериальных ламп , поместив светящиеся бактерии в стеклянную колбу. Позднее такими лампами в 1935 году был освещен большой зал Парижского Океанологического института. В нашей стране более полувека живет в культурах бактерия, носящая имя советского академика Б. Л. Исаченко, открывшего ее еще в 1911 году. Ценный вклад в изучение светящихся бактерий внесли труды советского физиолога растений и биохимика В. С. Буткевича и микробиолога Н. А. Красильникова.
Но вернемся к «живому» свету ивановых червячков. В 1834 году поэт Петр Ершов на основе народных наблюдений и русского фольклора создал свою знаменитую сказку «Конек-Горбунок». Академик С. И. Вавилов, крупнейший физик- оптик, длительное время возглавлявший Академию наук СССР, метко заметил, что даже образованному поэту середины XIX века «холодное сияние пера жар-птицы казалось несбыточным, сказочным чудом».
Жар-птицу наяву, к сожалению, можно увидеть только на сцене театра или в кино. Но в природе существует множество реальных организмов, излучающих «живой» свет. Однако потребовался труд тысяч ученых - географов, океанологов и гидробиологов, зоологов, ботаников и бактериологов, физиков, химиков н биохимиков - на протяжении более двух столетий, прежде чем была найдена разгадка механизма свечения.
Сегодня известно, что холодное ос свечение некоторых живых организмов - биолюминесценция - возникает в результате биохимических реакций. Наиболее распространенная из них - это окисление в организме кислородом сложного вещества люциферина и передача образовавшейся при этом энергии другому веществу - люциферазе. Она-то и излучает видимый «живой» свет.
4.Заключение.
Из этой работы я узнала много нового о светящихся животных:
1.Обитают светящиеся животные в океанах и в морях.
2.Эти животные светятся на большой глубине, потому что туда не поступает солнечный свет.
3. Этим животным нужен живой свет для того чтобы привлечь особей противоположного пола, отвлекать противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд.
Работая с материалом я узнала много нового.
5.Список литературы:
Живой свет в природе. Географический сборник «Глобус»
Борис Юдин
Занимательная биология
Зоология с основами экологии животных
Н.А. Рыков
Удивительное в жизни животных
Под редакцией А.С.Константинова, Н.И.Ларина
Если нам предложат вспомнить какое-нибудь светящееся животное, то, скорее всего, мы назовем жучка-светлячка. Но на самом деле, способностью светиться в темноте обладает не только он один. Особенно богаты на таких обитателей моря и океаны.
Разновидности морских светящихся животных
На берегу Черного моря часто можно увидеть захватывающее природное зрелище. На водной поверхности с мелкой рябью вдруг сверкает полоска света, за ней идет вторая, потом третья… Кто зажигает эти красочные огоньки?
Ученые давно выяснили, что все дело в миллиардах микроскопических организмов - инфузорий ночесветок , которые в великом множестве водятся в морских водах. Внутри каждой инфузории есть несколько желтых шариков - именно они и являются источником света.
Если с поверхности моря погрузиться вглубь, то мы откроем еще больше светящихся животных.
- Медузы , раскинувшие свои студенистые тела-зонтики, могут светиться разными цветами: желтым, голубым, зеленым и красным.
- Есть “светлячки” и среди рыб . У кого-то светятся глаза, у кого-то прямо на морде вырос нарост, излучающий свет, словно лампочка, у третьей (рыба - удильщик) к нижней челюсти прикреплен шнур со светящимся концом. Еще есть рыбы, которые светятся всем телом, благодаря особым органам, расположенным вдоль него, например, рыба - топорик.
- Светящиеся морские животные есть даже в самых глубоководных впадинах, куда не проникает ни одного луча света извне. На самом дне, среди камней можно увидеть светящихся моллюсков и червей . Их тела, словно алмазной пылью, усеяны крапинками и пятнами, излучающими свечение. На уступах скал в окружении света лежат морские звезды , а глубоководный рак освещает себе путь огромными глазами.
- В подводном мире можно встретить и испускающие свет кораллы и полипы , например, Морское перо и обычная веточка красных кораллов.
Разновидности светящихся животных, обитающих на суше
На суше способностью светиться в темноте обладают, в основном, жуки . Так, в одной только Европе их насчитывается шесть видов, объединенных в одно большое семейство “лампирид” или светляков. Жуки - светлячки могут устроить очень красочное зрелище, когда в темное время суток облепят какое-нибудь дерево или кустарник.
Почему светятся животные?
Примером того, каким образом некоторые животные излучают свет, может послужить головоногий моллюск . В его коже расположены маленькие твердые образования овальной формы. Их передняя прозрачная часть выступает из кожных покровов наружу и работает как хрусталик человеческого глаза. Задняя часть образования находится в толще кожи, как бы завернутая в черную мантию из пигментных клеток.
Под этой мантией расположены еще несколько рядов серебристых клеток, которые являются средней частью светящегося органа моллюска. А еще ниже есть сложные клетки, похожие на нервные окончания сетчатки глаза млекопитающего. Именно они выстилают всю внутреннюю поверхность овального образования (тельца) и выпускают наружу свет, преломляемый и усиливаемый передней прозрачной частью.
Свет удваивается также благодаря специальным рефлекторам в коже моллюска, расположенных рядом с овальным тельцем. По форме эти рефлекторы похожи на вогнутые зеркала и, в свою очередь, также состоят из нескольких слоев светочувствительных клеток.
Светоустройство головоногого моллюска - самое сложное в животном мире. Светящиеся аппараты остальных существ устроены попроще.
