Жуки-світляки

Пальма першості серед світних тварин суші належить комахою, а точніше – жукам. Представники сімейства світляків (Lampyridae) відомі своєю незвичайною здатністю випускати в темряві таємничий фосфоричне світло. Велика частина з двох тисяч відомих різновидів мешкає в тропічних країнах. Зовні ці жуки дуже нагадують мягкотелок, але не бувають пофарбовані в такі яскраві тони. У більшості видів самці, що мають зовнішність подовженого жучка, різко відрізняються від безкрилих, червоподібний самок, які скоріше нагадують личинок, чим дорослих комах. Втім, навіть володіючи добре розвиненими крильцями, в складеному стані прикриваються щільними хитинизированная надкрильямі, самці краще пересуватися по землі, піднімаючись у повітря тільки в період розмноження. Самки ж приречені все життя переповзати з одного травинки на іншу, утримуючись своїми чіпкими лапками. Незважаючи на невеликі розміри всі види світляків та їх личинки – хижаки, що використовують в якості їжі інших дрібних комах і молюсків.
Легендарні органи світіння світляків найчастіше розташовані на кінці черевця. Тут під прозорою кутикулою лежать великі фотогенія клітини, які рясно обплетені трахеями і нервами. Під цими клітинами перебувають відбивачі світла – клітини, заповнені кристалами сечової кислоти. За трахеям до фотогенія клітин надходить повітря, необхідний для відбуваються тут окислювальних процесів, а сплетіння нервів регулює ці процеси. Якщо у світляка видалити голову, світіння припиняється, але якщо потім дратувати що йдуть від голови нерви, безголовий світляк знову починає випромінювати світло.
З точки зору фізики світіння живих організмів – біолюмінесценцію – називають «холодним» світлом, на відміну від більш звичного випромінювання нагрітих тіл – наприклад, Сонця або спіралі електричної лампочки. Виникає «холодне свічення» за рахунок енергії хімічних реакцій. В організмі тварин, що світяться, а також деяких бактерій, водоростей і грибів міститься люциферин – речовина, яка в ході хімічних перетворень випромінює світло. Але щоб ці перетворення відбулися, необхідні кисень і фермент люціферази.
Щоб підтримувати світіння, жуки-світляки потребують поповнення запасів люциферина. Одні синтезують його самі або за допомогою бактерій, інші отримують з їжею. У більшості світляків світіння зелено-жовте, і лише у деяких видів – блакитнувате. Довжина хвилі випромінювання залежить від структури люциферина, але, крім того, на неї впливають аминокислотная послідовність і просторова конфігурація активного центру люціферази. Багато видів світляків настільки добре регулюють процеси світіння, що здатні зменшувати і збільшувати силу світла або випускати переривчастий світло. Деякі тропічні світляки чудові тим, що всі їхні особини, злетілися разом, спалахують і гаснуть одночасно, представляючи абсолютно казкове видовище.

 

Таким чином, світіння світляків – це вид енергії, що виникає під впливом обмінних процесів в організмі. Цікава надзвичайно висока ефективність такого свічення, т. К. У світ перетворюється 98% всієї витраченої комахою енергії, тоді як у звичайній електричній лампочці така корисна трансформація зачіпає лише 4% енергії.
У статевій поведінці світляків важливим є зір. Літньої ночі на вологих луках і узліссях лісу запалюються в траві крихітні світяться вогники. Якщо обережно підійти ближче, можна побачити невелике червоподібне комаха з маленькою голівкою, у якого світиться кінчик черевця. Це самка світляка звичайного (Lampyris noctiluca), яка не має крил і за зовнішнім виглядом мало відрізняється від личинки. Саме тому даний вид ще відомий під прізвиськом «Іванова черв’ячка». Свій «ліхтарик» самка запалює для кавалера, який крилатий і летить на світло зачаїлася в траві подруги. Самець досягає в довжину 15 мм і наділений прекрасно розвиненими крилами, але при цьому його органи світіння здатні давати лише дуже слабке світло. У польоті самець посилає в простір спалахи світла кожні 5-6 секунд, а безкрила самка дає відповідні світлові сигнали, вказуючи своє місцезнаходження. Цікаво, що яйця і личинки, які живуть у лісовій підстилці, також здатні випускати слабкий зеленуватий світло.
Світлячок водяний (Luciola cruciata) живе в Японії у мілкій воді або мокрому мулі рисових полів. Полює цей невеликий світиться жучок вночі, нападаючи переважно на дрібних равликів. У цей час рухаються водяні світлячки добре помітні через характерний блакитного світіння. Винищуючи черевоногих молюсків – проміжних господарів паразитичних черв’яків-сосальщиков, личинки приносять безсумнівну користь.
Примітно, що на основі біолюмінесценції розроблено кілька високочутливих методів дослідження. Наприклад, за допомогою люциферин-люціферазной системи світляка визначають дуже низькі концентрації аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) – джерела клітинної енергії. А оскільки присутність молекул АТФ супроводжує будь життєдіяльності, то таким способом можна легко виявити бактеріальне зараження будь середовища. В іншому методі, використовуючи білок екворін, в різних середовищах вимірюють низькі концентрації іонів кальцію.

Посилання на основну публікацію