La lueur est considérée comme un phénomène courant dans la nature. Par conséquent, la capacité d'émettre de la lumière avec un simple réaction chimique, ou bioluminescence, se produit dans au moins 50 diverses sortes champignons, lucioles et même une vie marine terrifiante. Grâce à cette réaction, les créatures lumineuses tirent de nombreux avantages pour elles-mêmes: elles chassent les prédateurs, attirent les proies, débarrassent leurs cellules de l'oxygène ou font simplement face à l'existence dans l'obscurité éternelle des profondeurs océaniques.

D'une manière ou d'une autre, la luminescence est l'un des outils les plus ingénieux de la vie, et nous vous présenterons une liste des plus insolites et créatures étranges capable de briller dans le noir. Beaucoup de ces espèces sont actuellement exposées au Musée américain d'histoire naturelle de New York.

Lotte femelle et mâle

calmar de l'enfer

Méduse rougeoyante

Ce qui n'est qu'inhabituel et créatures étonnantes vous ne vous rencontrerez pas dans la mer ou dans les profondeurs de l'océan. Les créatures violettes à bordure verte suivantes vivent dans l'océan Pacifique au large des côtes de l'Amérique du Nord. Ces méduses sont capables de générer deux types de lueur à la fois. Bioluminescent a une lueur bleu-violet et est produit par une réaction chimique entre le calcium et les protéines. Et cette réaction, à son tour, provoque une lueur autour du bord de la méduse, formant une protéine fluorescente verte, puis une lueur verte. Les scientifiques utilisent largement cette caractéristique de la créature pour étudier la visualisation des processus dans le corps.

eau d'incendie

Certes, peu de gens savent qu'il existe dans la nature un phénomène comparable à un océan lumineux. Cependant, personne ne refuserait d'observer personnellement le surf néon bleu vif de l'océan. Le fait est que l'eau est remplie de dinoflagellés, des créatures planctoniques unicellulaires à queue, qui sont réparties sur des zones impressionnantes au large de la côte. Les scientifiques pensent que ces créatures habitent notre planète depuis un milliard d'années, et depuis quelques millénaires, les gens perplexes ont tendance à attribuer ce phénomène à la mystérieuse magie des dieux de la mer.

grande gueule

Afin de chercher de la nourriture, ce poisson utilise d'abord la bioluminescence pour provoquer une fluorescence sous forme de lumières rouges dans la zone près du nez, puis émet des impulsions rouges pour détecter les crevettes. Lorsque la proie est trouvée, le signal est déclenché et la mâchoire est activée. L'ingénieux prédateur profite du fait que les crevettes, comme de nombreux autres habitants de la mer, ne peuvent pas reconnaître la lumière rouge.

crevettes sistellépice

Cependant, toutes les crevettes ne sont pas aussi malléables et facilement accessibles aux prédateurs. Par exemple, les crevettes sistellaspis ont une excellente protection, y compris contre les grandes bouches. Ces crevettes désarment les prédateurs en crachant un liquide incandescent désagréable de leur queue juste devant leur bouche.

mur de corail

Un mur sanglant de corail rougeoyant de 300 mètres de haut a été découvert dans les îles Caïmans. Ce phénomène intéressant rendue possible par le fait que de nombreuses créatures bioluminescentes y ont trouvé refuge. De nombreux plongeurs prennent des photos de la façon dont les coraux transforment leur couleur rouge en une incroyable lueur verte.

Le "poisson rouge" moderne devrait être à l'échelle nanométrique et fluorescent avec une lumière verdâtre

Pendant de nombreuses années, la protéine fluorescente verte (GFP) a semblé être une curiosité biochimique inutile, mais dans les années 1990, elle est devenue un outil précieux en biologie. Cette molécule naturelle unique est aussi fluorescente que les colorants synthétiques, mais contrairement à eux, elle est inoffensive. Avec l'aide de la GFP, vous pouvez voir comment une cellule se divise, comment une impulsion parcourt une fibre nerveuse ou comment les métastases "s'installent" dans tout le corps d'un animal de laboratoire. Aujourd'hui, le prix Nobel de chimie est décerné à trois scientifiques travaillant aux États-Unis pour la découverte et le développement de cette protéine.

Pour obtenir la première portion de la nouvelle protéine, les chercheurs ont attrapé des méduses avec des filets à main - ils ont jeté un filet, comme un vieil homme du conte de fées de Pouchkine. Le plus étonnant, c'est que l'étrange protéine de méduse isolée de ces méduses est devenue en quelques décennies un véritable « poisson rouge », qui est le plus performant. désirs chéris biologistes cellulaires.

Qu'est-ce que GFP ?

La GFP appartient au groupe de molécules le plus vaste et le plus diversifié des organismes vivants qui sont responsables de nombreuses fonctions biologiques - les protéines. Il a vraiment Couleur verte, malgré le fait que la plupart des protéines ne sont pas colorées (d'où leur nom - protéine).

Quelques protéines colorées ont une couleur due à la présence de molécules non protéiques - "poids de compensation". Par exemple, l'hémoglobine dans notre sang est constituée d'une molécule d'hème non protéique rouge-brun et d'une partie protéique incolore, la globine. La GFP est une protéine pure sans "additifs": une molécule en chaîne constituée de "liens" incolores - des acides aminés. Mais après la synthèse, sinon un miracle, du moins une astuce se produit: la chaîne se plie en une «boule», acquérant une couleur verte et la capacité d'émettre de la lumière.

Dans les cellules de méduse, la GFP fonctionne en tandem avec une autre protéine qui émet de la lumière bleue. GFP absorbe cette lumière et émet du vert. Pourquoi les méduses des grands fonds Aequorea victoria brillent en vert, les scientifiques ne comprennent toujours pas. Avec les lucioles, tout est simple : à la saison des amours, la femelle allume une « balise » pour les mâles - une sorte d'annonce de mariage : verte, de 5 mm de haut, à la recherche d'un partenaire de vie.

Dans le cas des méduses, cette explication ne convient pas : elles ne peuvent pas bouger activement et résister aux courants, donc même si elles se donnent des signaux, elles ne sont pas capables elles-mêmes de nager « vers la lumière ».

Osamu Shimomura : vous ne pouvez pas retirer une méduse facilement

Tout a commencé dans les années 1950, quand Osamu Shimomura a commencé à étudier la méduse lumineuse des grands fonds Aequorea victoria au Friday Harbor Marine Laboratory aux États-Unis. Difficile d'imaginer une curiosité scientifique plus « oisive » : les porteurs de lunettes se demandaient pourquoi une créature gélatineuse inconnue brille dans l'obscurité des profondeurs marines. J'étudierais le poison d'une méduse, et il serait plus facile d'imaginer la perspective d'une application pratique.

Il s'est avéré qu'il était impossible d'attraper des méduses avec un chalut industriel : elles sont gravement blessées, il a donc fallu les attraper avec des filets à main. Pour faciliter la "création" travail scientifique sous la direction d'un Japonais obstiné, ils ont conçu une machine spéciale pour couper les méduses.

Mais la curiosité scientifique, multipliée par la méticulosité japonaise, a donné des résultats. En 1962, Shimomura et ses collègues ont publié un article dans lequel ils parlaient de la découverte d'une nouvelle protéine, appelée GFP. La chose la plus intéressante est que Shimomura ne s'intéressait pas à la GFP, mais à une autre protéine de méduse - l'équorine. Le GFP a été découvert comme un "co-produit". En 1979, Shimomura et ses collègues avaient détaillé la structure du GFP, ce qui était bien sûr intéressant, mais seulement pour quelques sous-spécialistes.

Martin Chalfie : écureuil méduse sans méduse

La percée a été faite à la fin des années 1980 et au début des années 1990 avec la participation de premier plan de Martin Chalfie, le deuxième de la « trinité » des lauréats du prix Nobel. Avec des méthodes ingénierie génétique(qui s'est formé 15 à 20 ans après la découverte de la GFP), les scientifiques ont appris à insérer le gène GFP dans des bactéries, puis dans des organismes complexes, et les ont forcés à synthétiser cette protéine.

On pensait auparavant que la GFP nécessitait un "environnement" biochimique unique qui existe dans le corps de la méduse afin d'acquérir ses propriétés fluorescentes. Chalfi a prouvé qu'une GFP lumineuse à part entière peut également être formée dans d'autres organismes, un seul gène suffit. Désormais, les scientifiques avaient cette protéine "sous le capot": pas au fond de la mer, mais toujours à portée de main et en quantité illimitée. Des perspectives d'application pratique sans précédent se sont ouvertes.

Le génie génétique permet d'insérer le gène GFP non seulement "quelque part", mais de l'attacher au gène d'une protéine spécifique qui intéresse le chercheur. En conséquence, cette protéine est synthétisée avec une étiquette lumineuse, ce qui permet de la voir au microscope sur fond de milliers d'autres protéines cellulaires.

La nature révolutionnaire de la GFP est qu'elle vous permet de "marquer" une protéine dans une cellule vivante, et la cellule elle-même la synthétise, et à l'époque précédant la GFP, presque toute la microscopie était effectuée sur des préparations "fixes". Essentiellement, les biochimistes étudiaient des «instantanés» de processus biologiques «au moment de la mort», en supposant que tout dans la préparation restait tel qu'il était dans la vie. Il est désormais possible d'observer et d'enregistrer sur vidéo de nombreux processus biologiques dans un organisme vivant.

Fruiterie de Roger Ziehen

Le troisième lauréat du prix Nobel, en général, n'a rien "découvert". Armé des connaissances d'autres personnes sur les GFP et les méthodes ingénierie génétique, dans le laboratoire de Roger Tsien (Qian Yongjian, Roger Y. Tsien), les scientifiques ont commencé à créer "à l'image et à la ressemblance" de nouvelles protéines fluorescentes mieux adaptées à leurs besoins. Les inconvénients importants de la GFP "naturelle" ont été éliminés. En particulier, les protéines de méduses brillent lorsqu'elles sont irradiées avec de la lumière ultraviolette, et la lumière visible est bien meilleure pour étudier les cellules vivantes. De plus, la protéine « naturelle » est un tétramère (les molécules sont assemblées par quatre). Imaginez que quatre espions (GFP) doivent surveiller quatre aides ("écureuils marqués"), et en même temps se tenir la main tout le temps.

En changeant les éléments structurels individuels de la protéine, Tsien et ses collègues ont développé des modifications de la GFP, dépourvues de celles-ci et d'un certain nombre d'autres lacunes. Ils sont maintenant utilisés par les scientifiques du monde entier. De plus, l'équipe de Zien a créé un arc-en-ciel de protéines fluorescentes, du bleu au rouge-violet. Tsien a nommé ses écureuils colorés d'après les fruits des couleurs correspondantes : mBanana, tdTomato, mStrawberry (fraise), mCherry (cerise), mPlum (prune) et ainsi de suite.

Tsien a fait ressembler la liste de ses développements à un étal de fruits, pas seulement pour vulgariser. Selon lui, de même qu'il n'y a pas de meilleur fruit pour tous les cas, il n'y a pas de meilleure protéine fluorescente : pour chaque cas spécifique, il faut choisir « sa » protéine (et maintenant il y a l'embarras du choix). Un arsenal de protéines multicolores est nécessaire lorsque les scientifiques veulent suivre plusieurs types d'objets en même temps dans une cellule (généralement ils le font).

Une nouvelle étape dans la conception des protéines fluorescentes a été la création de protéines « photoactivées ». Ils ne sont pas fluorescents (et ne sont donc pas visibles au microscope) jusqu'à ce que le chercheur les "éclaire" avec une irradiation à court terme avec un laser spécialement sélectionné. Le faisceau laser est similaire à la fonction de sélection dans les applications informatiques. Si un scientifique ne s'intéresse pas à toutes les molécules de protéines, mais seulement à un endroit précis et à partir de un certain moment, vous pouvez alors "sélectionner" cette zone avec un faisceau laser, puis observer ce qui se passe avec ces molécules. Par exemple, vous pouvez "activer" l'un des dizaines de chromosomes, puis observer comment il "se déplace" autour de la cellule pendant la division, et le reste des chromosomes ne gênera pas.

Aujourd'hui, les scientifiques sont allés encore plus loin : ils ont récemment créé des protéines caméléons fluorescentes qui changent de couleur après une irradiation spéciale, et ces changements sont réversibles : vous pouvez « changer » la molécule d'une couleur à une autre plusieurs fois. Cela élargit encore les possibilités d'étudier les processus dans une cellule vivante.

Grâce aux développements de la dernière décennie, les protéines fluorescentes sont devenues l'un des principaux outils de la recherche cellulaire. Environ dix-sept mille articles scientifiques ont déjà été publiés sur la GFP seule ou sur des études l'utilisant. En 2006, Friday Harbor Lab, où la GFP a été découverte, a érigé un monument représentant la molécule GFP, de 1,4 m de haut, soit environ cent millions de fois plus grande que l'originale.

La GFP de la méduse Aequorea est la meilleure preuve que les humains ont besoin pour protéger la diversité des espèces "inutiles" d'animaux sauvages. Il y a une vingtaine d'années, personne n'aurait deviné que la protéine exotique d'une méduse inconnue deviendrait le principal outil de la biologie cellulaire du XXIe siècle. Depuis plus de cent millions d'années, l'évolution a créé une molécule avec propriétés uniques, qu'aucun scientifique ou ordinateur ne pourrait construire "à partir de rien". Chacune des centaines de milliers d'espèces végétales et animales synthétise des milliers de ses propres molécules biologiques, qui pour la grande majorité n'ont pas encore été étudiées. Peut-être que dans cette immense archive vivante, il y a beaucoup de ce dont l'humanité aura un jour besoin.

La disponibilité croissante de la biologie moléculaire "de haute technologie" a conduit au fait que les protéines lumineuses ne sont pas seulement utilisées dans des recherches sérieuses.

Graisse fluorescente verte

En 2000, à la demande de l'artiste contemporain Eduardo Kac, un généticien français a "fabriqué" un lapin vert fluo nommé Alba. L'expérience n'avait aucun but scientifique : Alba était une "œuvre d'art" de l'artiste Katz dans le sens qu'il a inventé - l'art transgénique. Lapin (désolé, œuvre d'art Katz) a été diffusé sur diverses expositions, des conférences de presse et d'autres événements qui ont attiré beaucoup d'attention.

En 2002, Alba meurt subitement, et un scandale éclate autour du malheureux animal dans la presse en raison de contradictions entre le scientifique-interprète et l'artiste-client. Défendant un collègue des attaques de Katz, des généticiens français, par exemple, ont soutenu qu'Alba n'était en fait pas aussi verte et lumineuse qu'elle en a l'air sur les photographies. Mais quand il s'agit d'art, pourquoi ne pas embellir avec Photoshop ?

Le génie génétique humain est contraire à l'éthique médicale, il est donc peu probable que les protéines fluorescentes soient utilisées dans les institutions médicales légales à des fins de diagnostic et à des fins similaires. Cependant, on peut supposer que les salons de beauté et autres établissements moins contrôlés seront intéressés par de nouvelles opportunités. Imaginez, par exemple, des ongles ou des lèvres naturels (pas de vernis ni de rouge à lèvres !), qui changent de couleur en fonction de la lumière et même brillent dans le noir si quelqu'un aime ça... Ou un motif sur la peau formé par ses propres cellules fluorescentes , qui ne devient visible que si vous brillez avec une lampe spéciale, au lieu de tatouages, qui sont regardés par tous ceux qui ne sont pas trop paresseux, mais il est difficile à enlever.

Actualités partenaires

La bioluminescence est la capacité des organismes vivants à briller. Il est basé sur des processus chimiques dans lesquels l'énergie libérée est libérée sous forme de lumière. La bioluminescence sert à attirer les proies, les partenaires, la communication, l'avertissement, le camouflage ou la dissuasion.

Les scientifiques pensent que la bioluminescence est apparue au stade de la transition des formes de vie anaérobies aux formes de vie aérobies en tant que réaction protectrice des anciennes bactéries par rapport au "poison" - l'oxygène, qui a été libéré par les plantes vertes lors de la photosynthèse. La bioluminescence se trouve dans les bactéries, les champignons et un assez large éventail de représentants de la classe animale - des protozoaires aux accords. Mais il est surtout fréquent chez les crustacés, les insectes et les poissons.

Les bactéries aident les organismes à « créer » de la lumière, ou elles font face à cette tâche par elles-mêmes. Dans ce cas, la lumière peut émettre à la fois sur toute la surface du corps et sur des organes spéciaux - les glandes, principalement d'origine cutanée. Ces derniers sont présents chez de nombreux animaux marins, et parmi les terrestres - chez les insectes, certains vers de terre, les mille-pattes, etc.

luciole

Peut-être le plus célèbre des bioluminescents. famille des lucioles ( Lampyridés) compte environ 2000 espèces. Les régions tropicales et subtropicales peuvent se vanter de la plus grande variété de ces coléoptères, mais sur le territoire ex-URSS il n'y avait que sept genres et environ 20 espèces de ces insectes. Eh bien, ils n'ont pas du tout besoin de lumière pour « nous éclairer la nuit la plus noire », mais pour communiquer entre eux, que ce soit les signaux d'appel des mâles en quête de femelles, le mimétisme (sous éclairage ambiant, par exemple, la lumière d'une ampoule ou la lune éclairant l'herbe ), la protection du territoire, etc.

Luciole commune / ©Flickr

Veilleuse

Noctiluca scintillans, ou veilleuse, appartient à l'espèce des dinoflagellés. Parfois, ils sont aussi appelés dinoflagellés en raison de leur capacité à photosynthétiser. En fait, la plupart d'entre eux sont des flagellés avec une coquille intracellulaire développée. Ce sont les dinoflagellés qui sont les coupables des fameuses "marées rouges", phénomènes aussi effrayants que beaux. Mais particulièrement magnifique, bien sûr, est «l'illumination» bleue des veilleuses, que l'on peut observer la nuit dans les eaux des mers, des océans et des lacs. La couleur rouge et la lueur bleue sont toutes deux causées par l'abondance de ces incroyables minuscules organismes dans l'eau.

Eau éclairée par des veilleuses / ©Flickr

Pêcheur

Cette espèce innocente de baudroie porte son nom poisson osseux reçu en raison de son apparence extrêmement peu attrayante. Jugez par vous-même :

Lotte des profondeurs / ©Flickr

Les diables de mer ont une "malocclusion", c'est pourquoi leur bouche est constamment ouverte et que des dents acérées en sortent. Le corps du poisson est recouvert d'un grand nombre d'excroissances cutanées, de tubercules et de plaques. Il n'est pas surprenant que ces "quasimodo" marins préfèrent vivre à de grandes profondeurs - apparemment, c'est ainsi qu'ils se cachent des regards malveillants. Mais sérieusement, ces poissons sont très intéressants. Des autres habitants du monde sous-marin, entre autres, ils se distinguent par la partie avant de la nageoire dorsale, située directement au-dessus de la bouche. Cette "lampe de poche" lumineuse est nécessaire à la lotte non pas pour s'éclairer mais pour attirer des proies.

moustiques champignons

Non moins surprenants sont les autres bioluminescents - un genre de moustiques fongiques de la famille des moustiques fongiques. Ce genre s'appelait autrefois Bolitiphila qui signifie "amateur de champignons". Il a maintenant été renommé en Arachnocampe- "larve d'araignée". Le fait est que la larve de ce moustique tisse de véritables filets. Fraîchement écloses à la lumière du jour, les larves ne mesurent que 3 à 5 mm de long, mais au stade final de développement, elles atteignent 3 cm. C'est au stade larvaire que ces moustiques passent la majeure partie de leur vie, donc, dans Afin de se nourrir et d'attirer des proies, ils tissent le plafond des grottes comme un nid de soie, suspendu aux extrémités de fils collants qui illuminent leur propre corps. Commun dans les grottes et grottes d'Australie et de Nouvelle-Zélande.

Larves de moustiques champignons / © Flickr

champignon néon

Malheureusement, ce miracle de la nature est un champignon luminescent incroyablement beau. Chlorophos Mycènes Vous ne le trouverez pas dans notre région. Pour le voir, il faut aller au Japon ou au Brésil. Oui, et là, vous devrez attendre la saison des pluies, lorsque ces incroyables champignons verts apparaissent à partir de spores littéralement "enflammées".

Que ce miracle soit comestible ou non est inconnu. Pourtant, peu de gens osent servir une assiette aussi lumineuse à table. Si vous décidez tout de même de le chercher, nous vous conseillons de regarder à la base des troncs d'arbres, à côté de branches tombées ou coupées, de tas de feuillage, ou tout simplement sur un sol humide.

Champignons au néon / © Flickr

calmar géant

C'est le plus grand calmar bioluminescent ( Taningia danae) et probablement le plus belle vue ces animaux en général. La science connaît un spécimen dont la longueur était de 2,3 m, et son poids était d'environ 161 kg ! Cependant, il n'est pas si facile de voir ce bel homme majestueux : il vit à environ 1000 m de profondeur et se trouve dans les eaux tropicales et subtropicales. Malgré la beauté Taningia danae- un prédateur agressif. Avant de bondir sur la proie, le calmar émet de courts éclairs de lumière à l'aide de organismes spéciaux situé sur les tentacules. A quoi servent ces flashs ? Eh bien, évidemment pas pour "avertir" la victime. Les scientifiques pensent qu'ils sont nécessaires soit pour aveugler les habitants des grands fonds, soit pour estimer la distance jusqu'à la cible. Et un spectacle coloré aide l'animal à séduire la femelle.

Calmar bioluminescent géant / © Flickr


V. LOUNKEVICH.

Valeryan Viktorovich Lunkevich (1866-1941) - biologiste, enseignant, vulgarisateur exceptionnel.

Riz. 1. Veilleuse "bougie de la mer".

Riz. 3. Pêcheur à la ligne.

Riz. 4. Poisson lumineux.

Riz. 6. Branche de corail avec polypes lumineux.

Riz. 5. Brillant céphalopode.

Riz. 7. Luciole femelle.

Riz. Fig. 8. L'organe de luminescence chez un mollusque céphalopode : a - la partie claire, ressemblant à une lentille ; b - couche interne de cellules lumineuses; c - couche de cellules argentées; d - couche de cellules pigmentées sombres.

Lequel d'entre nous n'a pas eu à admirer la chaleur soirée d'été les lumières verdâtres des lucioles qui tirent dans les airs dans différentes directions ? Mais combien de personnes savent que non seulement certains insectes, mais aussi d'autres animaux, en particulier les habitants des mers et des océans, sont dotés de la capacité de briller ?

Tous ceux qui ont passé l'été sur la côte de la mer Noire ont assisté plus d'une fois à l'un des plus beaux spectacles de la nature.

La nuit arrive. La mer est calme. De petites ondulations glissent sur sa surface. Soudain, une bande brillante apparut sur la crête de l'une des vagues les plus proches. Derrière elle en flashait une autre, une troisième... Elles sont nombreuses. Ils scintilleront un instant et s'estomperont avec la vague brisée pour s'allumer à nouveau. Vous vous tenez debout, regardant, comme envoûté, les millions de lumières qui inondent la mer de leur lumière, et vous demandez - qu'est-ce qui se passe ici ?

Ce mystère a longtemps été résolu par la science. Il s'avère que des milliards de créatures microscopiques appelées veilleuses émettent de la lumière (Fig. 1). L'eau chaude de l'été favorise leur reproduction, puis ils se précipitent à travers la mer en hordes innombrables. Dans le corps de chacune de ces veilleuses, des boules jaunâtres sont dispersées, qui émettent de la lumière.

Avançons maintenant vers l'une des mers tropicales et plongeons dans ses eaux. Ici la photo est encore plus magnifique. Maintenant, des animaux étranges nagent dans une foule calme, maintenant seuls: ils ressemblent à des parapluies ou à des cloches en gelée dense. Ce sont des méduses : grandes et petites, sombres et lumineuses, tantôt bleues, tantôt vertes, tantôt jaunes, tantôt rougeâtres. Parmi ces "lanternes" multicolores mobiles, une méduse géante flotte calmement, lentement, dont le parapluie a un diamètre de soixante à soixante-dix centimètres (Fig. 2). Des poissons émettant de la lumière peuvent être vus au loin. La lune-poisson fonce tête baissée, comme la lune parmi d'autres étoiles-poissons lumineuses. L'un des poissons a les yeux qui brûlent vivement, un autre a un processus sur la tête, dont le sommet ressemble à une lampe électrique allumée, le troisième a un long cordon avec une "lampe de poche" à l'extrémité (Fig. 3) sur sa partie supérieure mâchoire, et certains poissons lumineux sont complètement remplis d'éclat grâce à des organes spéciaux situés le long de leur corps comme des ampoules électriques accrochées à un fil (Fig. 4).

Nous descendons en bas - là où la lumière du soleil ne pénètre plus, là où, semble-t-il, il devrait y avoir des ténèbres éternelles et impénétrables. Et ici et là "les feux brûlent" ; et ici l'obscurité de la nuit est traversée par des rayons émanant du corps de divers animaux lumineux.

Sur fond marin, parmi les pierres et les algues, pullulent vers et mollusques lumineux. Leurs corps nus sont parsemés de rayures brillantes, de taches ou de grains, comme de la poussière de diamant ; sur les rebords des rochers sous-marins affichent des étoiles de mer baignées de lumière; l'écrevisse se précipite immédiatement à toutes les extrémités de son territoire de chasse, illuminant le chemin devant elle avec d'immenses yeux en forme de longue-vue.

Mais le plus magnifique de tous est l'un des céphalopodes : il est tout baigné de rayons d'une couleur bleu vif (Fig. 5). Un instant - et la lumière s'est éteinte : il suffit d'éteindre le lustre électrique. Puis la lumière réapparaît - d'abord faible, puis de plus en plus vive, maintenant elle projette déjà en violet - les couleurs du coucher de soleil. Et là, il s'éteint à nouveau, pour s'embraser à nouveau pendant quelques minutes avec la couleur d'un feuillage vert délicat.

DANS Monde sous marin vous pouvez voir d'autres peintures colorées.

Rappelons-nous la branche bien connue du corail rouge. Cette branche est le foyer d'animaux dont l'organisation est très simple - les polypes. Les polypes vivent dans de vastes colonies qui ressemblent à des buissons. Les polypes construisent leurs maisons à partir de chaux ou de matière cornée. Ces habitations sont appelées peuplements de polypes et une branche de corail rouge est une particule du polype. Les roches sous-marines à certains endroits sont complètement recouvertes de tout un bosquet de buissons de coraux de formes et de couleurs variées (Fig. 6) avec de nombreux petits placards dans lesquels reposent des centaines de milliers de polypes - des animaux qui ressemblent à des fleurs blanches. Dans de nombreux polypnyaks, les polypes semblent être engloutis dans des flammes, formées par de nombreuses lumières. Les lumières brûlent parfois de manière inégale et intermittente, changeant de couleur : elles scintillent soudainement d'une lumière violette, puis virent au rouge, ou elles scintillent d'un bleu pâle et, après avoir traversé toute une gamme de transitions du bleu au vert, se figent dans la couleur d'une émeraude ou s'éteignent, formant autour d'eux des ombres noires, et là encore jaillissent des étincelles irisées.

Il y a des animaux lumineux parmi les habitants de la terre : ce sont presque entièrement des coléoptères. Il existe six espèces de ces coléoptères en Europe. Dans les pays tropicaux, ils sont beaucoup plus nombreux. Ils forment tous une famille de lampyrides, c'est-à-dire des lucioles. L'« illumination » parfois arrangée par ces insectes est un spectacle très spectaculaire.

Une nuit, j'étais dans un train de Florence à Rome. Soudain, des étincelles volant près de la voiture ont attiré mon attention. Au début, ils pouvaient être confondus avec des étincelles projetées par une cheminée de locomotive. En jetant un coup d'œil par la fenêtre, j'ai vu que notre train avançait à toute allure à travers un léger nuage transparent tissé de minuscules lumières bleu doré. Ils scintillaient partout. Ils ont encerclé, percé l'air d'arcs rayonnants, l'ont découpé en différentes directions, entrecroisés, noyés et rallumés dans l'obscurité de la nuit, se sont déversés sur le sol en une pluie ardente. Et le train filait de plus en plus loin, enveloppé d'un voile magique de lumières. Cinq minutes, voire plus, dura ce spectacle inoubliable. Puis nous jaillîmes du nuage de particules brûlantes, les laissant loin derrière nous.

C'étaient des myriades de coléoptères lucioles, notre train s'est écrasé dans l'épaisseur de ces insectes à l'aspect indéfinissable, rassemblés par une nuit calme et chaude, apparemment dans saison des amours propre vie. (Un phénomène similaire peut être observé non seulement dans les pays méditerranéens, mais aussi en Russie. Si vous êtes par une soirée chaude et non pluvieuse dans la seconde moitié de l'été, conduisez jusqu'à Côte de la mer Noire, observez dans les environs de la ville de Tuapse l'extravagance décrite par l'auteur. En raison des nombreux tunnels, de l'abondance de virages et de la voie unique, le train ne va pas très vite et le vol des lucioles est considéré comme un spectacle envoûtant. - Miam.)

Certains types de lucioles émettent une lumière d'intensité relativement élevée. Il y a des lucioles qui brillent si fort que sur un horizon sombre de loin, vous ne pouvez pas déterminer immédiatement ce qui se trouve devant vous - une étoile ou une luciole. Il existe des espèces dans lesquelles les mâles et les femelles brillent aussi bien (par exemple, les lucioles italiennes). Enfin, il existe de tels types d'insectes dans lesquels le mâle et la femelle brillent différemment, bien qu'ils se ressemblent : chez le mâle, l'organe de luminescence est mieux développé et agit plus énergiquement que chez la femelle. Lorsque la femelle est sous-développée, n'a que des ailes rudimentaires ou est complètement dépourvue d'ailes, et que le mâle se développe normalement, alors quelque chose d'autre est observé : chez la femelle, les organes de luminescence fonctionnent beaucoup plus fortement que chez le mâle ; plus la femelle est sous-développée, plus elle est immobile et impuissante, plus son organe lumineux est brillant. meilleur exemple le soi-disant "ver d'Ivanov" peut servir ici, qui n'est pas du tout un ver, mais une femelle ressemblant à une larve d'une espèce spéciale de coléoptères lucioles (Fig. 7). Beaucoup d'entre nous ont admiré sa lumière froide et uniforme percer le feuillage d'un buisson ou d'une herbe. Mais il y a un spectacle encore plus intéressant - la lueur d'une femelle d'une autre espèce de lucioles. Discret le jour, semblable à un annélide, il baigne littéralement la nuit dans les rayons de sa magnifique lumière blanc bleuté grâce à l'abondance d'organes lumineux.

Cependant, il ne suffit pas d'admirer la lueur des êtres vivants. Il est nécessaire de savoir ce qui cause la lueur des habitants du monde sous-marin et terrestre et quel rôle elle joue dans la vie des animaux.

À l'intérieur de chaque veilleuse, à l'aide d'un microscope, vous pouvez voir de nombreux grains jaunâtres - ce sont des bactéries lumineuses qui vivent dans le corps des veilleuses. En émettant de la lumière, ils rendent également ces animaux microscopiques lumineux. Il faut dire la même chose des poissons, dont les yeux sont comme des lanternes allumées : leur lueur est causée par des bactéries lumineuses qui se sont installées dans les cellules de l'organe lumineux de ce poisson. Mais la lueur des animaux n'est pas toujours associée à l'activité des bactéries lumineuses. Parfois, la lumière est produite par des cellules lumineuses spéciales de l'animal lui-même.

Les organes lumineux de divers animaux sont construits selon le même type, mais certains sont plus simples, tandis que d'autres sont plus compliqués. Alors que les polypes brillants, les méduses et les étoiles de mer ont tout leur corps brillant, certaines races d'écrevisses n'ont qu'une seule source de lumière - gros yeux semblable à un télescope. Cependant, parmi les animaux lumineux, l'une des premières places revient de droit aux céphalopodes. Ceux-ci incluent la pieuvre, qui a la capacité de changer la couleur de ses couvertures extérieures.

Quels organes provoquent la lueur? Comment sont-ils construits et comment fonctionnent-ils ?

Dans la peau du céphalopode, il y a de petits corps durs de forme ovale. La partie avant de ce corps, regardant vers l'extérieur, est complètement transparente et ressemble à la lentille de l'œil, et le dos, en grande partie, est, pour ainsi dire, enveloppé dans une coquille noire de cellules pigmentaires (Fig. 8 ). Directement sous cette coquille, des cellules argentées se trouvent sur plusieurs rangées : elles constituent la couche médiane de l'organe lumineux du mollusque. En dessous se trouvent des cellules de forme complexe, ressemblant aux éléments nerveux de la rétine de l'œil. Ils tapissent la surface intérieure de ce petit corps ("appareil"). Ils émettent également de la lumière.

Ainsi, le "bulbe" d'un céphalopode se compose de trois couches différentes. La lumière est émise par les cellules de la couche interne. Réfléchi par les cellules argentées de la couche médiane, il traverse l'extrémité transparente du "bulbe" et s'éteint.

Autre détail curieux dans cet "appareil" lumineux. Dans la peau d'un céphalopode, près de chacun de ces corps, quelque chose comme un miroir concave ou un réflecteur s'élève. Chacun de ces réflecteurs dans le "bulbe" du mollusque se compose, à son tour, d'un double type de cellules, de cellules pigmentées sombres qui ne transmettent pas la lumière, devant lesquelles des cellules argentées réfléchissant la lumière sont situées en rangées.

Pendant la vie d'un organisme, divers processus chimiques se déroulent dans ses cellules. En relation avec ces processus dans le corps, il y a Formes variéesénergie : thermique, grâce à laquelle il se réchauffe ; mécanique, dont dépendent ses mouvements; électrique, qui est lié au travail de ses nerfs. La lumière est trop type particulier l'énergie produite sous l'influence de travail intérieur qui se passe dans le corps. La substance des bactéries lumineuses et des cellules qui composent l'appareil lumineux des animaux, oxydante, émet de l'énergie lumineuse.

Quel rôle joue la lumière dans la vie animale ? Il n'a pas encore été possible de répondre à cette question dans chaque cas individuel. Mais les avantages de la lueur pour de nombreux animaux ne peuvent guère être mis en doute. Les poissons lumineux et les écrevisses vivent à une profondeur où lumière du soleil ne pénètre pas. Dans l'obscurité, il est difficile de distinguer ce qui se passe autour, de traquer les proies et d'échapper à l'ennemi à temps. Pendant ce temps, les poissons lumineux et les écrevisses sont aperçus, ont des yeux. La capacité de briller rend leur vie plus facile.

De plus, nous savons comment certains animaux sont attirés par la lumière. Un poisson qui a quelque chose comme une ampoule qui sort de sa tête, ou une baudroie, dotée d'un long tentacule en forme de cordon "avec une lampe de poche" à l'extrémité, utilisent des organes lumineux pour attirer leurs proies. Le mollusque céphalopode est encore plus heureux à cet égard : sa lumière changeante et irisée attire les uns, effraie les autres. Certaines variétés de petits crustacés lumineux, en cas de danger, lancent des jets de substance lumineuse, le nuage lumineux qui en résulte les cache de l'ennemi. Enfin, la lueur chez certains animaux sert de moyen de trouver et d'attirer un sexe de l'animal vers un autre : les mâles trouvent ainsi des femelles ou, au contraire, les attirent à eux. Par conséquent, la lueur des animaux est l'une des adaptations si riches en Nature vivante, l'une des armes de la lutte pour l'existence.

La bioluminescence (traduit du grec "bios" - vie, et du latin "lumen" - lumière) est la capacité des organismes vivants à émettre de la lumière. C'est l'un des plus phénomènes étonnants. Il ne se produit pas très souvent dans la nature. À quoi cela ressemble-t-il? Regardons:

10 Plancton lumineux

Photo 10. Plancton lumineux, Maldives

Plancton rougeoyant dans le lac Gippsland, Australie. Cette lueur n'est rien de plus que la bioluminescence - des processus chimiques dans le corps des animaux, dans lesquels l'énergie libérée est libérée sous forme de lumière. Incroyable dans sa nature, le phénomène de bioluminescence, a eu la chance non seulement de voir, mais aussi de photographier le photographe Phil Hart (Phil Hart).

9 champignons lumineux


La photo montre Panellus stipticus. L'un des rares champignons à bioluminescence. Ce type de champignon est assez courant en Asie, en Australie, en Europe et en Amérique du Nord. Pousse en groupes sur les bûches, les souches et les troncs arbres à feuilles caduques surtout sur chênes, hêtres et bouleaux.

8. Scorpion


La photo montre un scorpion brillant sous une lumière ultraviolette. Les scorpions n'émettent pas leur propre lumière, mais ils brillent sous un faisceau de lumière au néon invisible. Le fait est que dans le squelette externe d'un scorpion, il y a une substance qui émet juste sa lumière sous un rayonnement ultraviolet.

7. Glowworms Waitomo Caves, Nouvelle-Zélande


Des larves de moustiques lumineuses vivent dans la grotte de Waitomo en Nouvelle-Zélande. Ils recouvrent le plafond de la grotte. Ces larves laissent des brins de bave incandescente, jusqu'à 70 par ver. Cela les aide à attraper les mouches et les moucherons dont ils se nourrissent. Chez certaines espèces, ces fils sont toxiques !

6 Méduse rougeoyante, Japon


Photo 6. Méduse rougeoyante, Japon

Un spectacle étonnant pourrait être vu dans la baie de Toyama au Japon - des milliers de méduses échouées sur le rivage de la baie. De plus, ces méduses vivent à de grandes profondeurs et pendant la saison de reproduction, elles remontent à la surface. A ce moment, ils furent amenés à nombre énorme sur terre. Extérieurement, cette photo fait très penser à du plancton lumineux ! Mais ce sont deux choses complètement différentes.

5. Champignons lumineux (Mycena lux-coeli)


Ce que vous voyez ici, ce sont des champignons Mycena lux-coeli brillants. Ils poussent au Japon pendant la saison des pluies sur des arbres Chinquapin tombés. Ces champignons émettent de la lumière grâce à une substance appelée luciférine, qui s'oxyde et dégage cette intense lueur blanc verdâtre. C'est très drôle qu'en latin, Luciferu signifie "la lumière de celui qui donne". Qui saurait ! Ces champignons ne vivent que quelques jours et meurent à la fin des pluies.

4. Lueur de l'ostracode Cypridina hilgendorfii, Japon


Cypridina hilgendorfii - c'est le nom des autruches coquillages, minuscules (pour la plupart pas plus de 1-2 mm), organismes transparents vivant dans les eaux côtières et les sables du Japon. Ils brillent grâce à la substance luciférine.

Un fait intéressant est que pendant la Seconde Guerre mondiale, les Japonais ont collecté ces crustacés afin d'obtenir de la lumière la nuit. Après avoir mouillé ces organismes dans l'eau, ils recommencent à briller.

3. Lucioles lumineuses


Photo 3. Photo longue exposition de lucioles

Voici à quoi ressemblent les habitats des lucioles, pris à une vitesse d'obturation lente. Les lucioles clignotent pour attirer l'attention du sexe opposé.

2. Bactéries lumineuses


Les bactéries lumineuses sont un phénomène naturel étonnant. La lumière des bactéries est produite dans le cytoplasme. Ils vivent principalement dans eau de mer, et moins souvent sur la terre ferme. Une bactérie émet par elle-même une lumière très faible, presque invisible, mais lorsqu'elle est en en grand nombre, puis ils brillent d'une lumière bleue plus intense et très agréable.

1. Méduse (Aequorea Victoria)


Dans les années 1960, le scientifique américano-japonais Osamu Shimomura de l'Université de Nagoya a identifié la protéine luminescente aequorine de la méduse Aequorea victoria. Shimomura a montré que l'équorine est initiée avec des ions calcium sans oxygène (oxydation). En d'autres termes, le fragment émetteur de lumière n'est pas un substrat distinct en soi, mais un substrat fortement associé à la protéine. Ceci, à son tour, a apporté une énorme contribution non seulement à la science, mais aussi à la médecine. En 2008, Shimomura a reçu le prix prix Nobel pour vos travaux.