100 великих тайн океана

Вот только совершенно непонятно, какими принципами руководствовалась Природа, наделяя способностью к освещению тех или иных морских животных. Можно было бы подумать, что главным критерием в данном случае является глубина. Но, как показывают исследования, между глубиной и способностью организма к свечению видимой связи нет. Так, одни светящиеся организмы обитают в толще многокилометровых глубин, другие же всю свою жизнь проводят у самой поверхности океана.

Может быть, на способность быть «фонарем» или отсутствие таковой влияет как-то образ жизни животного? Увы, опять – никакой зависимости: фонарики имеют и убежденные домоседы, и планктонные организмы, и самые быстроходные стайеры океана – рыбы и кальмары. В общем, в этом вопросе царит полная неразбериха. А чтобы не мучить себя домыслами, оставим эту проблему специалистам и поговорим о самóм живом свете.

Доказано, что возникает он в результате высвобождения энергии при сложных биохимических реакциях. В качестве «топлива» используются специальные вещества, по-научному называемые люциферинами. Общим для большинства из них является то, что свечение возникает в результате их окисления с помощью специальных ферментов – люцифераз.

Для реакций, порождающих свет, характерна еще одна особенность: выделяющаяся в результате окисления энергия не превращается в тепло, а тратится на специфическое возбуждение молекул, способных выделять энергию в виде фотонов света.

Каракатица двурогая сепиола

Так, у рачков ципридиний, относящихся к классу ракушковых, на окисление одной молекулы люциферина расходуется всего 1 молекула кислорода, в результате чего выделяется 1 молекула углекислого газа.

Ну а что же сам свет? Оказывается, эффективность люциферинов у разных животных разная, но в целом достаточно высокая. У одних организмов в свет переходит 10 % химической энергии, высвобождающейся при окислении люциферина, у других – до 50.

Количество же испускаемого света зависит от энергоемкости люциферина. Ципридии, медузы эквории и бактерии, чтобы получить всего 1 фотон, должны окислить свыше 3-х молекул люциферина.

Но встречаются организмы, в частности, некоторые моллюски, и с более энергоемким люциферином. У них при окислении тех же 3-х молекул этого вещества выделяется уже 2 фотона. Наиболее же «квалифицированные» обитатели моря синтезируют люциферин, способный при окислении 100 молекул обеспечить испускание 90 фотонов.

Что же касается самих светящихся структур, то их насчитывается несколько типов. Так, у одних животных гранулы люциферина находятся в клеточной протоплазме и там же окисляются, что приводит к непосредственному свечению тканей тела. У других животных люциферин выделяется в составе слизи, покрывающей кожу. При этом сами кожные покровы не светятся. Наконец, некоторые животные могут выбрасывать облачко светящейся жидкости, выработанной специальными желёзками, прямо в окружающее пространство.

Много в океане и таких организмов, которые хотя и используют фонарики, но, тем не менее, не умеют вырабатывать ни люциферина, ни люциферазы. Эту функцию выполняют за них их многочисленные помощники – микроорганизмы. Сами же хозяева ограничиваются лишь тем, что создают для существования крохотных «светотехников» подходящие условия, да еще и заботятся о рациональном использовании их фонариков и прожекторов.

В отличие от многоклеточных организмов, у одноклеточных животных гранулы люциферина равномерно распределены в протоплазме их миниатюрных тел. Причем у этих крошечных существ настолько мало материальных ресурсов, что, экономя их, они вспыхивают только в особых случаях. Так, маленькая водоросль ночесветка включает фонарик лишь в ответ на механическое воздействие.

Большинство видов моллюсков, ракообразных и рыб пользуются специализированными светильниками. Наиболее совершенные из них напоминают по своему устройству самые настоящие прожекторы, то есть могут направлять лучи света в разные участки пространства. Снаружи их световой орган покрыт темной непрозрачной оболочкой, внутренняя поверхность которой блестит, словно фольга; она хорошо отражает свет и является, по сути, рефлектором. В передней части светильника часто находится прозрачная линза, концентрирующая световой поток, а внутри – светящаяся в темноте слизь. Края линзы содержат большое количество пигментных клеток, играющих роль диафрагмы: они регулируют размер отверстия, а значит, и диаметр светового луча.

В случае необходимости линза полностью теряет прозрачность, и тогда прожектор «выключается». Часто для этого используется шторка – специальная кожная складка, заслоняющая линзу, как прикрывающее глаз веко.

Очень оригинальный выключатель у каракатиц. Их фонарики совмещены с чернильным мешочком. Если фонарь нужно выключить, каракатица выпускает в мантийную полость немного чернил, те покрывают тонкой светонепроницаемой пленкой поверхность фонарика, и свет гаснет.