Zviera svetluška. Prečo svetlušky svietia v tme
Zariadenie na baterku
Svetelný orgán týchto chrobákov - fotofor - sa najčastejšie nachádza na konci brucha a vo svojom princípe naozaj pripomína obyčajnú vreckovú baterku. Fotofor pozostáva z troch vrstiev. Spodná vrstva, zrkadlo, je schopná odrážať svetlo. Vrchná vrstva je priesvitná kutikula. Ale to najzaujímavejšie sa deje v strednej vrstve, kde sú fotogenické bunky, čiže fotocyty. Produkujú svetlo intenzívnym využívaním kyslíka.
Hmyz nemá pľúca a kyslík sa prenáša cez rozsiahlu sieť trubíc (tracheol) a ukladá sa v mitochondriách buniek. Na rýchle uvoľnenie potrebného množstva kyslíka telo svetlušky produkuje oxid dusnatý, ktorý po vstupe do mitochondrií z nich vytláča kyslík. Zapínanie a vypínanie týchto procesov je regulované nervovým systémom hmyzu.
Luminiscencia alebo fluorescencia?
V populárnej tlači sa organizmy, ktoré majú fluorescenciu aj luminiscenciu, nazývajú svetelné. Oba procesy sa nachádzajú v prírode (niekedy v tých istých organizmoch) a v súčasnosti ich aktívne študujú biológovia, genetici, farmaceuti a inžinieri. Ale ak fluorescencia zahŕňa pasívnu opätovnú emisiu svetla s miernym poklesom energie a zodpovedajúcim posunom vlnovej dĺžky, potom je luminiscencia aktívny proces, v ktorom sa chemická energia premieňa na svetlo.
Enzýmy, ktoré premieňajú chemickú energiu na luminiscenciu, sa nazývajú luciferázy a ich substráty (organické pigmenty) sa nazývajú luciferíny. Obidve slová pochádzajú z latinského „lucifer“, ktoré sa skladá z latinských koreňov lux „svetlo“ a fero „niesť“. Napriek rovnakému názvu je medzi luciferázami a luciferínmi veľmi málo spoločného, okrem ich funkcie: majú odlišnú štruktúru, odlišný pôvod a odlišne fungujú.
Najviac prebádaný je žiarový systém svetluškových chrobákov – bioluminiscencia. Luciferáza katalyzuje reakciu, pri ktorej molekula ATP (univerzálna jednotka bunkovej energie) aktivuje pigment luciferín, po čom sa k nemu pridá kyslík. „Mágia“ nastáva v momente, keď sa CO2 oddelí od oxidovaného luciferínu: molekula farbiva je v excitovanom stave, z ktorého vyžaruje kvantá svetla. Je zaujímavé, že vo všetkých organizmoch je napriek nezávislému vzniku luminiscenčného systému tak či onak spojený s oxidáciou.
Čo určuje farbu žiary?
Svetlo produkované luciferázou môže mať v zásade takmer akýkoľvek odtieň, od modrozelenej po červenú. Najmä u svetlušiek patrí žiara do viditeľnej žltozelenej časti spektra, zodpovedajúcej vlnovým dĺžkam od 500 do 600 nm. Svetlo vyžarované svetluškami zároveň nedáva teplo - neobsahuje infračervené a ultrafialové lúče. Na rozdiel od klasickej elektrickej lampy, kde sa prevažná časť energie premení na zbytočné teplo a účinnosť je 5-10%, svetlušky premieňajú až 98% vynaloženej energie na svetelné žiarenie.
V prírode však existuje množstvo iných živých organizmov, ktoré vyžarujú svetlo – koraly, medúzy, hlbokomorské ryby... V ich bunkách sa súčasne nachádza luciferáza aj fluorescenčné proteíny (napríklad notoricky známy GFP). Nie sú len v tej istej bunke, ale sú navzájom tak úzko spojené, že vzniká kvantový efekt prenosu excitácie: fotón produkovaný luciferázou sa bez toho, aby bol emitovaný, prenesie do GFP, ktorý ho vyžaruje so zmenenou vlnovou dĺžkou.
Obyvatelia morských hlbín, ako aj svietiace myši, prasiatka, ryby a iné živočíchy vytvorené na báze proteínu GFP z nich extrahovaného preto žiaria na zeleno – hoci ich luciferáza je spočiatku nastavená na modrú. Použitie GFP umožňuje zvýšiť účinnosť emisie v dôsledku skutočnosti, že fluorescenčný proteín v porovnaní s luciferínom takýchto organizmov má menšiu tendenciu stratiť svoj excitovaný stav bez emitovania svetelného kvanta. Svetlušky (ako luminiscenčné baktérie) nemajú proteíny ako GFP a v tomto smere je ich luminiscenčný systém jednoduchší.
Trošku romantiky...
Vedci sa domnievajú, že bioluminiscencia pre svetlušky je prostriedkom medzipohlavnej komunikácie. Tropické a severoamerické druhy svetlušiek niekedy predvádzajú svojim partnerom celé zborové serenády. Zhromaždené na jednom strome najskôr žmurkajú každý vo svojom čase. Potom to pár hmyzu začne robiť synchronizovane. Ubehne trochu času a postupne všetok hmyz začne vyžarovať krátke záblesky svetla spoločne a súčasne. Po pol hodine sa celý strom správa ako jediný živý organizmus a môže sa zdať, že ho jednoducho zdobí elektrická girlanda zo žiaroviek.
Samice im odpovedajú rovnakou svetelnou hudbou, blikajúc a miznúce s celým kŕdľom. Je pravda, že podľa našich štandardov ich nemôžete nazvať „spravodlivým pohlavím“: ich vzhľad je taký, že svetlušky bez krídel pripomínajú larvy. Svetluška, ktorá sa takýmito maličkosťami neobťažuje, letí k svojej priateľke ... ale je zjedená. Napríklad samičky svetlušiek druhu Photuris napodobňujú žiaru druhu Photinus a lákajú na seba cudzích samcov. Zjedením oklamaných (a v láske trpko sklamaných) samcov dostávajú dravce nielen potravu, ale aj ochranu pred vtákmi a pavúkmi, keďže ich korisť obsahuje špeciálnu chemickú látku.
Schopnosť žiariť však pomáha prilákať opačné pohlavie aj k iným druhom – najmä k nám ľuďom. Slávna entomologička Evelyn Chisman vo svojich článkoch v roku 1932 napísala, že niektoré extravagantné dámy si pred večernými sviatkami zdobili šaty a dokonca aj vlasy svetluškami a v tme sa zdalo, že sú posiate diamantmi. Hlavná "romantická" verzia žiary tohto hmyzu má však aj nepochopiteľné momenty. Nevysvetľuje, prečo larvy, kukly a dokonca aj vajíčka svetlušiek, ktoré bývajú zahrabané v pôde, žiaria (len o niečo slabšie).
Svetlušky sú to, čo robí letné noci tak výnimočnými. Zvyčajne sa schovávajú v tráve a žiaria odtiaľ mystickým zeleným svetlom v nádeji, že upútajú pozornosť opačného pohlavia. A robia to krásne. Už ste niekedy videli blikajúce stromčeky, akoby zabalené v elektrickej girlande? Ako vždy, za romantikou je zložitá chemická reakcia.
Ako žiaria svetlušky
Svetlušky žiaria vďaka jedinečnému orgánu v tele - fotoforu. Nachádza sa v chvoste brucha a má zložitú štruktúru, ktorá pozostáva z troch funkčných vrstiev. Pre názornosť si predstavme obyčajnú baterku: spodná vrstva je zrkadlová a mala by odrážať svetlo produkované strednou vrstvou v dôsledku zložitej chemickej reakcie. Tkanivá strednej vrstvy sú zložené z fotocytov – buniek schopných premieňať kyslík na svetlo. Vrchnú funkčnú vrstvu predstavuje priehľadná svetlo prepúšťajúca kutikula.Kyslík potrebný vo veľkých množstvách na vytvorenie svetlušky je vytesnený z bunkových mitochondrií jeho nahradením oxidom dusnatým. Hmyz nemá pľúca, takže v bunkách prebiehajú všetky procesy potrebné na existenciu, vrátane dýchania. A nervový systém reguluje prevádzkové režimy „baterky“.
V prírode existuje veľa organizmov, ktoré „nesú svetlo“ - útesy, hlbokomorské ryby, mäkkýše, medúzy atď. U nich aj u svetlušiek je za žiaru zodpovedný pigment luciferín, ktorý sa pomocou molekuly adenozíntrifosfátu - ATP (univerzálnej jednotky bunkovej energie) aktivuje v luciferáze a zoxidovaný vytvára magickú žiaru. Deje sa to pri separácii molekúl oxidu uhličitého, keď molekuly luciferínu opustia svoj excitovaný stav, uvoľnia svetelnú energiu, čím svetluška začne v tme svietiť.
Tajomná a studená žiara svetlušiek naozaj vôbec nehreje – teda snáď okrem duše. Fotóny neobsahujú infračervené ani ultrafialové lúče. Ale na druhej strane „osvetlenie“ berie asi 98% vynaloženej energie, na rozdiel od bežnej elektrickej lampy, ktorej účinnosť je len 10% a ktorej energia sa čiastočne spotrebuje na zbytočné teplo.
Prečo svetlušky žiaria
Prečo svetlušky žiaria, prečo je to potrebné? Faktom je, že bioluminiscencia môže a mala by sa pripísať spôsobu komunikácie medzi pohlaviami - veľmi romantickému a krásnemu. Samce severoamerických a tropických druhov napríklad usporiadajú skutočný predsvadobný flash mob. Hmyz sedí na strome a náhodne žmurká za súmraku. Po chvíli zachytia jediný rytmus, zosynchronizujú sa do jediného osvetľovacieho zariadenia – a stromček akoby zdobí živá girlanda.
Mimochodom, ženské svetlušky nie sú obzvlášť krásne - na rozdiel od mužov nemajú krídla, ale tiež luminiscujú synchrónne v reakcii na chlapcov zo stromu. Ženy sú však prefíkané – najmä samice Photuris, ktoré sa vydávajú za iný druh – Photinus. Následne sú oklamaní samci druhu Photinus zjedení, no samice získajú dôveru v budúcnosť, pretože telá ich obetí obsahujú špeciálny enzým, ktorý odpudzuje vtáky a pavúky. Niekedy dôjde ku kanibalizmu bez dobrého dôvodu.
Samice dávajú špeciálny signál, že sú pripravené na oplodnenie. Takže samec pochopí, kam má letieť. Vo všeobecnosti platí, že čím jasnejšie žiari, tým viac priťahuje ženskú pozornosť.
Navyše ich larvy, kukly a vajíčka žiaria – vedci si to nevedia vysvetliť. Dá sa ale predpokladať, že takto prenášajú predátorom signál, že sú nejedlé.
V Eurázii sa najbežnejší druh nazýva „Ivanov červ“. Verí sa, že v noci Ivana Kupaly sa tento hmyz stáva aktívnejší.
Zaujímavosťou je, že z 2000 druhov žiari len niekoľko svetlušiek, ostatné fungujú najmä cez deň.
Čo nás môžu svetlušky naučiť
Okrem toho, že svetlušky vzbudzujú v ľuďoch zmysel pre krásu, chvália sa efektívnosťou premeny svojej energie na svetlo. Nedávno vedci skúmajúci povrch tela svetlušiek zaznamenali jeho šupinatú štruktúru, ktorá pripomína strešné škridly. Pomocou nanotechnológie sa pokúsili vytvoriť podobnú štruktúru na povrchu LED. A to zvýšilo efektivitu jeho práce o 55%!Symbolika svetlušky
Podľa presvedčenia niektorých národov sú chrobáky svetlušky duše mŕtvych, ktoré nevedia nájsť cestu. No, ako inak vysvetliť túto mágiu? Vo filozofii Feng Shui je svetluška umiestnená ako symbol znovuzrodenia duší. Nezvyčajné vyžarovanie hmyzu mu dodáva takmer posvätný charakter.Ale najväčší počet tradícií a najhlbšiu symboliku svetlušiek dávajú Japonci. Ako sa na teplé a vlhké podnebie patrí, žiaria oveľa väčším nadšením ako ich bledí príbuzní zo stredných zemepisných šírok. Preto je obdobie ich párenia grandióznou svetelnou šou. Japonsko dokonca oslavuje Festival svetlušiek – Hotaru Festival.
Ľudia používali svetlušky na rôzne účely – ako ozdobu do vlasov, ako nástroj na vytvorenie romantickej atmosféry, ako svietidlo, ako pomocníkov v boji proti zlým duchom. Dnes sa syntetická luciferáza, ktorá sa pôvodne získavala zo živého hmyzu, používa v súdnom lekárstve, ako aj na kontrolu kvality potravín.
Populácia svetlušiek prudko klesla, a to v dôsledku znečistenia a ničenia ich biotopov. Faktom je, že z týchto miest nemigrujú, ale jednoducho miznú.
Video o tom, prečo svetlušky žiaria
V teplej letnej noci sa na poli sem-tam mihnú svetlušky (odborne svetlušky) ako vzdialené blesky. Chyťte jednu svetlušku, vložte ju do pohára a sledujte ju. Svetlo svetluška žiari mystickým žltozeleným svetlom. Plameň vyzerá zvláštne studený a skutočne je.
Svetlo svetlušky nie je ako slnečné svetlo: svieti, ale takmer sa nezohrieva. Prekvapivo, ale je to tak: svetlušky sú druh chrobáka.
Svetlušky
Existuje viac ako 2000 druhov svetlušiek. Dospelí jedinci majú hnedú alebo čiernu farbu, ich veľkosť dosahuje 1,5 centimetra. Z vajíčok ukrytých v zemi sa liahnu mladé svetlušky. Ako sa na hmyz patrí, z vajíčka sa nevyliahne dospelé zviera, ale larva. Sfarbenie lariev je rovnaké ako u dospelých jedincov - spravidla hnedé, ale larvy sú plochého tvaru. Larvy niektorých druhov svetlušiek neustále žiaria.
Ako svietia svetlušky?
Svetlo vyžarujú z povrchu svetlušky na jej bruchu špeciálne bunky nazývané fotocyty. Dve chemické zlúčeniny vo fotocyte – luciferín a luciferáza – na seba vzájomne pôsobia a vytvárajú svetelnú energiu. Slovo „Lucifer“ v latinčine znamená „svetelný“. Energia produkovaná počas reakcie excituje atómy v molekule luciferínu a tie vyžarujú fotóny svetla. Pod vrstvou fotocytov leží vrstva ďalších buniek vyplnená bielou hmotou. Táto vrstva pôsobí ako reflektor svetla. Existujú aj iné zvieratá (rovnako ako rastliny), ktoré sú schopné žiariť. Odľahlé zákutia nočného lesa osvetľujú bledé potápky. Medúzy žiaria v oceáne.
Súvisiace materiály:
Prečo pes vrčí na svojho majiteľa?
Prečo svetlušky žiaria?
Vedci sa domnievajú, že tento hmyz vyžaruje svetlo, aby prilákal príslušníkov opačného pohlavia. Rôzne druhy svetlušiek vyžarujú svetlo na rôznych frekvenciách, takže svetluška má istotu, že sa pári so samicou svojho druhu.
Synchrónne blikanie svetlušiek
Niektoré druhy svetlušiek, ktoré sa hromadia na jednom mieste, synchronizujú svoje blikanie. Je vidieť, ako veľký zhluk hmyzu súčasne zapína a zhasína svetlo. Napríklad v Thajsku, svetlušky, ktoré sa zhromaždili na jednom strome, najskôr žmurkajú, každá vo svojom čase. Potom to pár hmyzu začne robiť synchronizovane. Ubehne trochu času, čoraz viac hmyzu začne vyžarovať krátke záblesky svetla spoločne a súčasne.
O pol hodiny neskôr sa celý strom správa ako jediný maják, ktorý každú sekundu bliká. Dojem je, že strom je obklopený novoročným veniec žiaroviek. Vedci nevedia, prečo a ako svetlušky koordinujú vyžarovanie svetla. Vedci pri pozorovaní žiary hmyzu uvažovali, či je možné nejako použiť látku, vďaka ktorej svetluška žiari.
Zaujímavý fakt: niektoré svetlušky v Ázii a Južnej Amerike žiaria tak jasne, že sú zvyknuté na osvetlenie domov.
Bunky obsahujú gény, ktoré bunke hovoria, čo a kedy má robiť. Pomocou zložitých manipulácií sa vedcom podarilo izolovať gén, ktorý je zodpovedný za „produkciu“ luciferázy bunkou. Potom bol tento gén transplantovaný do tabakového listu, v dôsledku čoho tabaková plantáž začala v noci žiariť.
Súvisiace materiály:
Najnebezpečnejšie zvieratá
Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.
- Prečo človek zíva a prečo...
- Prečo človek nepozná svoju...
- Prečo dostal seriál svoj názov...
- Prečo sú len slepačie vajcia...
Počas teplých nocí koncom júna - začiatkom júla pri prechádzke po okraji lesa môžete v tráve vidieť jasné zelené svetlá, ako keby niekto rozsvietil malé zelené LED diódy. Letné noci sú krátke, toto divadlo môžete sledovať len pár hodín. Ak však pohrabete trávu a posvietite si baterkou na miesto, kde svieti svetlo, uvidíte nevýrazný červovitý segmentový hmyz, ktorému koniec brucha svieti na zeleno. Takto vyzerá samička svetluška (Lampyris noctiluca). Ľudia ho volajú Červ Ivanov, Červ Ivanovo kvôli viere, že sa prvýkrát po roku objavuje v noci Ivana Kupalu. Jasné svetlo môžu vyžarovať iba samice, ktoré čakajú na samcov na zemi alebo vegetácii; samce prakticky nevyžarujú svetlo. Samček svetlušky vyzerá ako obyčajný normálny chrobák s tvrdou elytrou, zatiaľ čo samička v dospelosti zostáva podobná larve a vôbec nemá krídla. Svetlo sa používa na prilákanie muža. Špeciálny orgán, ktorý vyžaruje žiaru, sa nachádza na posledných segmentoch brucha a je usporiadaný veľmi zaujímavým spôsobom: je tam spodná vrstva buniek. obsahuje veľké množstvo kryštálov močoviny a pôsobí ako zrkadlo, ktoré odráža svetlo. Samotná svetielkujúca vrstva je presiaknutá tracheami (pre prístup kyslíka) a nervami. Svetlo vzniká oxidáciou špeciálnej látky – luciferínu, za účasti ATP. U svetlušiek ide o veľmi efektívny proces, ktorý prebieha s takmer 100% účinnosťou, všetka energia ide do svetla s malým alebo žiadnym teplom. A teraz o tom všetkom trochu viac.
svetluška (Lampyris noctiluca) je členom rodiny svetlušiek ( Lampyridae) rad chrobákov (coleoptera, Coleoptera). Samce týchto chrobákov majú telo cigarovitého tvaru, dlhé až 15 mm, a pomerne veľkú hlavu s veľkými pologuľovitými očami. Dobre lietajú. Samice svojím vzhľadom pripomínajú larvy, majú červovité telo dlhé až 18 mm a sú bez krídel. Svetlušky možno vidieť na okrajoch lesov, vlhkých pasekách, na brehoch lesných jazier a potokov.
Tými hlavnými v každom zmysle slova sú ich svietiace orgány. U väčšiny svetlušiek sa nachádzajú v zadnej časti brucha a pripomínajú veľkú baterku. Tieto orgány sú usporiadané podľa princípu majáku. Majú akúsi „lampu“ – skupinu buniek fotocytov, opletených priedušnicami a nervami. Každá takáto bunka je naplnená „palivom“, ktorým je látka luciferín. Keď svetluška dýcha, vzduch cez priedušnicu vstupuje do svetelného orgánu, kde sa pod vplyvom kyslíka oxiduje luciferín. Počas chemickej reakcie sa energia uvoľňuje vo forme svetla. Skutočný maják vždy vyžaruje svetlo správnym smerom - smerom k moru. Svetlušky ani v tomto smere nezaostávajú. Ich fotocyty sú obklopené bunkami naplnenými kryštálmi kyseliny močovej. Plnia funkciu reflektora (zrkadlového reflektora) a umožňujú vám neplytvať cennou energiou nadarmo. Tomuto hmyzu by však nemuselo záležať na šetrení, pretože výkon ich svietiacich orgánov môže závidieť každý technik. Účinnosť svetlušiek dosahuje fantastických 98%! To znamená, že len 2 % energie sa míňajú a pri výtvoroch ľudských rúk (autá, elektrospotrebiče) sa míňa 60 až 96 % energie.
Na žiarovej reakcii sa podieľa niekoľko chemických zlúčenín. Jeden z nich, odolný voči teplu a prítomný v malom množstve - luciferín. Ďalšou látkou je enzým luciferáza. Pre žiarovú reakciu je potrebná aj kyselina adenozíntrifosforečná (ATP). Luciferáza je proteín bohatý na sulfhydrylové skupiny.
Svetlo vzniká oxidáciou luciferínu. Bez luciferázy je rýchlosť reakcie medzi luciferínom a kyslíkom extrémne nízka, katalyzovaná luciferázou výrazne zvyšuje jej rýchlosť. ATP je potrebný ako kofaktor.
Svetlo vzniká, keď oxyluciferín prechádza z excitovaného stavu do základného stavu. Zároveň sa oxyluciferín viaže na molekulu enzýmu a v závislosti od hydrofóbnosti mikroprostredia excitovaného oxyluciferínu sa emitované svetlo mení u rôznych druhov svetlušiek od žltozelenej (s hydrofóbnejším mikroprostredím) po červené (s menej hydrofóbne). Faktom je, že pri polárnejšom mikroprostredí sa časť energie rozptýli. Luciferázy z rôznych svetlušiek vytvárajú bioluminiscenciu s vrcholmi od 548 do 620 nm. Vo všeobecnosti je energetická účinnosť reakcie veľmi vysoká: takmer všetka energia reakcie sa premení na svetlo bez vyžarovania tepla.
Všetky chrobáky obsahujú rovnaký luciferín. Naopak, luciferázy sa u rôznych druhov líšia. Z toho vyplýva, že zmena farby luminiscencie závisí od štruktúry enzýmu. Štúdie ukázali, že teplota a pH média majú významný vplyv na farbu žiary. Na mikroskopickej úrovni je luminiscencia charakteristická len pre cytoplazmu buniek, zatiaľ čo jadro zostáva tmavé. Luminiscencia je emitovaná fotogénnymi granulami umiestnenými v cytoplazme. Pri štúdiu čerstvých rezov fotogenických buniek v ultrafialových lúčoch možno tieto granuly detegovať podľa ich ďalšej vlastnosti – fluorescencie – v závislosti od prítomnosti luciferínu.
Kvantový výťažok reakcie je nezvyčajne vysoký v porovnaní s klasickými príkladmi luminiscencie, blíži sa k jednote. Inými slovami, na každú molekulu luciferínu zapojenú do reakcie sa vyžaruje jedno svetelné kvantum.
Svetlušky sú mäsožravce, živia sa hmyzom a mäkkýšmi. Larvy svetlušiek vedú túlavý život, podobne ako larvy zemného chrobáka. Larvy sa živia malými bezstavovcami, najmä suchozemskými mäkkýšmi, v schránkach ktorých sa často ukrývajú.
Dospelé chrobáky sa nekŕmia a zomierajú krátko po párení a kladení vajíčok. Samička kladie vajíčka na listy alebo na zem. Čoskoro sa z nich objavia čierne larvy so žltými škvrnami. Jedia veľa a rýchlo rastú a, mimochodom, aj žiaria. Začiatkom jesene, keď je ešte teplo, vyliezajú pod kôru stromov, kde trávia celú zimu. Na jar vychádzajú z úkrytu, kŕmia sa niekoľko dní a potom sa zakuklia. O dva týždne neskôr sa objavia mladé svetlušky.
Pri pohľade na jasné blikanie svetlušiek sa ľudia už od staroveku čudovali, prečo ich nepoužívať na užitočné účely. Indiáni ich pripevňovali na mokasíny, aby osvetlili cestičky a odplašili hady. Prví osadníci v Južnej Amerike používali tieto ploštice ako osvetlenie pre svoje chatrče. V niektorých osadách sa táto tradícia zachovala dodnes.
Jedným z najromantickejších momentov letných prázdnin je pozorovanie svetielok poletujúcich vo večernej tme. A nie každý dospelý vie, odkiaľ žiara svetlušiek pochádza, ale pre malé deti je to ako kúzlo. Ale všetko je už dávno známe, poďme odhaliť závoj tajomstva žiary tohto malého hmyzu a prečo to robia.
Svetlušky v jaskyni
Povaha žiary
Celkovo existuje asi dvetisíc druhov svetlušiek. Každá svetluška má schopnosť v tme svietiť fosforeskujúcim svetlom. Orgánom luminiscencie, najčastejšie u týchto chrobákov, je fotofor. Nachádza sa v hornej časti na konci brucha.
Fotofor pozostáva len z troch vrstiev. Zrkadlová vrstva je v spodnej časti a je schopná odrážať svetlo. Vrchná je špeciálna priesvitná kutikula. Stredná vrstva obsahuje fotogenické bunky, ktoré produkujú svetlo. Za svojim zariadením vyzerá fotofor ako obyčajná baterka.
Tento typ vyžarovania svetla sa nazýva bioluminiscencia. Objavuje sa po spojení vápnika s intracelulárnym kyslíkom a luciferínového pigmentu s molekulou adenozíntrifosfátu (ATP) v prítomnosti enzýmov loyciferázy.
Žiariace brucho hmyzu Svetlušky vyžarujú studené svetlo. V typickej elektrickej lampe ide viac ako polovica energie do odpadového tepla a účinnosť je len 5 % až 10 % a svetlušky premieňajú 87 % až 98 % uvoľnenej energie na svetlo. Žiara vyžarovaná týmto hmyzom patrí do žltozelenej viditeľnej časti spektra, ktorá zodpovedá vlnovej dĺžke od 500 do 600 nm.
Chemické procesy vzniku svetla
Mnoho rôznych druhov svetlušiek môže ľubovoľne zvyšovať a znižovať intenzitu žiary, ako aj vytvárať prerušované svetlo. Signál o prísune svetla pochádza z nervového systému chrobáka. Zároveň do fotoforu začne intenzívne vstupovať kyslík. V súlade s tým sa svetlo vypne jednoduchým vypnutím prívodu kyslíka.
Charakterom žiary je oxidácia Hmyz nemá pľúca a kyslík sa prenáša cez špeciálne trubice - tracheoly. Zásoba kyslíka je obsiahnutá v mitochondriách. Aby sa rýchlo pridelilo správne množstvo kyslíka, v tele svetlušiek sa produkuje oxid dusnatý, ktorý po vstupe do mitochondrií z nich začne vytláčať kyslík.
Prečo hmyz potrebuje žiaru
Bioluminiscencia môže pre svetlušky pôsobiť ako prostriedok intersexuálnej komunikácie. Okrem toho, že hmyz signalizuje svoju polohu, rozlišuje svojich partnerov aj špeciálnou frekvenciou blikania.
Obrovské húfy hmyzu Severoamerické a tropické druhy svetlušiek niekedy spievajú zborové serenády, aby upútali pozornosť svojich druhov. Súčasne orajú a blednú s celým stádom. Kŕdeľ samíc im začne odpovedať podobnou ľahkou hudbou.
Videonávod o tom, prečo svetlušky žiaria