Презентация на тему "биолюминесценция". Творческая работа на тему: «Светящиеся животные Птицы светятся в темноте

Биолюминесценция (в переводе с греч. “биос” – жизнь, и лат. “люмен” – свет) – это способность живых организмов излучать свет. Это одно из самых удивительный явлений. В природе встречается не так часто. Как это выглядит? Давайте смотреть:

10. Светящийся планктон

Светящийся планктон в озере Гиппсленд, Австралия. Свечение это есть ни что иное, как биолюминесценция – химические процессы в организме животных, при которых освобождающаяся энергия выделяется в форме света. Удивительное по своей природе явление биолюминесценции, посчастливилось не только увидеть, но и заснять фотографу Филу Харту (Phil Hart).

9. Светящиеся грибы

На фото изображён Panellus stipticus. Один из немногих грибов, обладающий биолюминесценцией. Этот вид грибов достаточно распространён в Азии, Австралии, Европе и Северной Америке. Растет группами на бревнах, пнях и стволах лиственных деревьев, особенно, на дубах, буках и березах.

8. Скорпион

На фото изображён скорпион, светящийся под ультрафиолетом. Скорпионы не излучают свой собственный свет, но они светятся под невидимым излучением неонового света. Всё дело в том, что в наружном скелете скорпиона имеется вещество, которое как раз и излучает свой свет под ультрафиолетом.

7. Светящиеся червячки Пещеры Вайтомо, Новая Зеландия

В Новой Зеландии, в пещере Вайтомо обитают светящиеся личинки москитов. Они покрывают потолок пещеры. Эти личинки оставляют нити светящейся слизи, до 70 на одного червячка. Это им помогает ловить мух и мошек, которыми они питаются. У некоторых видов такие нити ядовитые!

6. Светящиеся медузы, Япония

Удивительное зрелище можно было увидеть в заливе Тояма Бэй в Японии – тысячи выброшенных на берег залива медуз. Причём обитают эти медузы на больших глубинах, а в период размножения поднимаются на поверхность. В этот момент их и принесло в огромном количестве на сушу. Внешне эта картина очень напоминает светящийся планктон! Но это абсолютно два разных явления.

5. Светящиеся грибы (Mycena lux-coeli)

То что Вы видите здесь – светящиеся грибы Mycena lux-coeli. Растут они в Японии, во время сезона дождей на поваленных деревьях Chinquapin. Эти грибы выделяют свет благодаря веществу под названием люциферин, который окисляясь и выделяет вот такое интенсивное зеленовато-белое свечение. Очень забавно, что, по-латыни, Люциферу означает “свет дарителя.” Кто бы знал! Живут эти грибы всего лишь несколько дней, и умирают когда дожди заканчиваются.

4. Свечение остракод Cypridina hilgendorfii, Япония

Cypridina hilgendorfii – так называются ракушниковые острокоды, крошечные (по большой части не более 1-2 мм), прозрачные организмы, живущие в в прибрежных водах и песках Японии. Светятся они благодаря веществу люциферину.

Интересен тот факт, что во время Второй Мировой войны, японцы собирали этих рачков с целью получения света ночью. Намочив эти организмы в воде, они снова начинают светиться.

3. Светящиеся светлячки

Вот так выглядят места обитания светлячков, сделанные на длинной выдержке. Светлячки мигают, чтобы привлечь к себе внимание противоположного пола.

2. Светящиеся бактерии

Светящиеся бактерии – удивительное природное явление. Свет у бактерий создается в цитоплазме. Обитают они в основном в морской воде, и реже на суше. Одна бактерия излучает сама по себе очень слабый, практически невидимый свет, но когда они в большом количестве, то светятся уже более интенсивным, очень приятным глазу голубым светом.

1. Медуза (Aequorea Victoria)

В 1960-х японо-американским учёным Осаму Симомура в университете Нагоя был выявлен люминесцентный белок экворин из медузы эквореи (Aequorea victoria). Симомура показал, что экворин инициируется с ионами кальция без кислорода (окисления). Иными словами светоизлучающий фрагмент является не сам по себе отдельным субстратом, а субстратом, прочно связанным с белком. Это в свою очередь дало огромный вклад не только в науку, но и в медицину. В 2008 году Симомура был удостоен Нобелевской премии за свои труды.

Экология

Некоторые живые организмы могут осветить темные места без помощи солнечного света. В то время, как самыми известными биолюминесцентными существами являются светлячки, кроме них существуют различные виды насекомых, грибов, бактерий, медуз и костистых рыб, которые могут светиться. Чаще химическими реакциями они пользуются ночью, в пещерах или в черных глубинах океана.

Биолюминесценция развивалась вместе с жизнью на земле, хотя нет цветущих растений, обладающих этой возможностью и очень мало животных умеют светиться, исследователи полагают, что данные способности развивались независимо друг от друга много раз.

Как говорят представители новой выставки биолюминесценции в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, она развивалась, как минимум, 50 раз, а может быть и больше. По словам куратора отдела ихтиологии в музее Джона Спаркса (John Sparks), среди костистых рыб способность светиться, иногда с помощью светящихся бактерий, развивалась 20-30 раз в различных группах.

"Даже в случае с рыбами, мы знаем, что всякий раз способности развивались независимо друг от друга, потому как в данном процессе использовались различные химические реакции, используемые разными группами. Некоторые пользовались "услугами" особых бактерий, другие самостоятельно учились светиться".

Светящиеся в темноте организмы используют различные вариации химических реакций, которые включают, как минимум, три компонента: фермент люциферазы, который помогает кислороду связываться с органическими молекулами (третий компонент), называется люциферин. Обладающая высоким зарядом энергии молекула, создаваемая в процессе реакции, высвобождает энергию в виде света.

По данным материалов выставки, для организмов, которые используют этот компонент, биолюминесценция имеет множество применений. Светлячки используют свет для привлечения партнеров и предупреждают хищников о токсинах, с которыми они могут столкнуться, если нападут на светлячков. Глубоководные удильщики используют "зажженную" приманку для привлечения добычи. Животик сребробрюшковых рыб также светится, что является своего рода маскировкой, которая помогает им вписаться в окружающую среду. Динофлагелляты – простейшие одноклеточные организмы – начинают светиться, если их потревожить, возможно, они делают это для того, чтобы спугнуть хищника, или чтобы привлечь другого хищника, который питается их "врагом". Личинки комариного гриба светятся для привлечения добычи.

Большая часть биолюминесцентных организмов, около 80 процентов видов, живут в самом "густонаселенном" месте планеты – глубоко в море. На самом деле, считается, что большинство видов, которые живут на глубине ниже 700 метров, могут производить собственный свет. Не существует консенсуса относительно того, почему способность светиться развивалась так много раз, но теория о приспособлении к жизни в морских глубинах, по словам Спаркса, самая популярная.

"Люциферины, эти вырабатывающие свет молекулы, являются хорошими антиоксидантами, поэтому считается, что, возможно, в какой-то период времени они исполняли именно функцию антиоксидантов, а затем "переквалифицировались"", - поясняет Спаркс.

По мере увеличения содержания кислорода в океане, животные переселялись в глубокие воды, чтобы находится вне досягаемости ультрафиолетового излучения. В глубоких водах, где антиоксиданты уже не нужны для того, чтобы восстанавливать генетические повреждения, вызванные УФ-излучением, люциферины превратились в организмы, которые вырабатывают свет.

Однако, не все, что светится, является биолюминесцентным. Некоторые организмы, такие как кораллы, светятся, поглощая свет одной длины волны ультрафиолетового излучения, и выделяя его на другой волне. Так как УФ-излучение не видно человеческому глазу, может показаться, будто эти существа вырабатывают свой собственный свет.

Выставка "Существа Света: природная биолюминесценция" открывается в американском музее естественной истории в Нью-Йорке 31 марта и будет работать до 6 января 2013 года.

Люминесценция - это излучение видимого света и света в диапазонах от ультрафиолетового до инфракрасного.
В природе явление люминесценции известно с давних пор. Изучение его привело к открытию рентгеновских лучей и радиоактивности.
Некоторые животные обладают системами, позволяющими им производить люминесцентный свет с целью сбить с толку или испугать врага.

Вы знаете, откуда пошли сказки о Жар – птицах и нечистой силе? Да-да-да, нам знакомо это явление – люминесценция!
Те, кто бывал в тропиках, могли наблюдать поистине удивительные подводные свечения. А при определённом стечении обстоятельств некоторые видели светящихся в темноте птиц, рыб и даже людей!

В прежние века люди приходили в трепет от увиденного. Они принимали светящихся холодным огнём пернатых за летящих бесов. Об этом явлении слагались мифы и сочинялись сказки. Вот один из таких мифов.
В летописи собора, находящегося в Старой Ладоге рассказывается о том, что дьяк Фёдор осенним вечером 1864 года шёл вдоль обрыва над рекой Волхов и услышал шум крыльев, похожий на тот, что издают утки. Но каков же был ужас, испытанный Фёдором, когда он увидел летящего прямо на него беса! Ещё страшнее стало дьячку, когда бес обернулся гусем. Разумеется, сначала никто не поверил рассказам Фёдора, но через несколько дней «бесы» появились и перед другими людьми. Самые отважные пытались поймать этих Жар – птиц, но усилия их успехом не увенчались. А поздней осенью « нечистая сила» исчезла.

В районе Архангельска и по сей день встречаются светящиеся птицы. В основном это утки и гуси. Случались такие встречи и в Подмосковье. Один из охотников как-то раз подстрелил такую птицу, и, положив её в свою охотничью сумку, с удивлением понял, что его руки тоже начали мерцать странным светом. Но свечение прекратилось, пока он донёс свой трофей до дома.
Учёные объясняют подобное явление довольно просто. По мнению орнитологов, на перьях многих птиц селятся особые микроорганизмы, которые и создают удивительный эффект свечения.

Полосы на воде, фосфоресцирующие холодным светом, можно увидеть во время ночной теплоходной прогулки по Чёрному морю в районе города Сочи. Представьте себе огромное звёздное небо, вдалеке- огоньки прибрежных посёлков с возвышающимися над ними горделивыми вершинами гор и постепенно разгорающуюся вокруг теплохода воду, которая начинает всё больше и больше переливаться голубоватым светом! Гребни волн начинают полыхать удивительным светом, в этих всполохах радостно играют дельфины. Поистине, это великолепное зрелище!

А создают его морские микроорганизмы. Светиться могут медузы, некоторые виды кальмаров и рыб, креветки.
Светящихся кальмаров «открыли» французские учёные в 1834 г. У такого кальмара 10 щупалец, и водится он чаще всего в Индийском океане и у побережья Южной Африки. Явление такого свечения называется хемолюминесценция – это переход химической энергии в свет без затрат на тепло.
А вот явление светящихся гигантских колёс в тропических морях до сих пор остаются загадкой. Колёса эти в диаметре достигают нескольких метров, они вращаются и движутся над водой, приводя очевидцев в священный трепет. Очевидцев этого фантастического зрелища много, а вот сфотографировать колёса не удалось пока никому.

Светлячки

Кто из вас не встречал крохотных светлячков, мерцающих в траве зелёными огоньками? В Крыму такие светлячки нередки и достигают размера с ноготь на мизинце ребёнка. Впервые увидев в ночи такой огонёк, легко можно принять его за глаз хищника. Ещё бы! У страха ведь глаза велики!
Бывает, что тропические светлячки собираются огромными группами и рассаживаются на дереве, по несколько на каждом листике. Их свет виден на расстоянии полутора – двух километров! Причём они одновременно «включают и гасят» свои «фонарики».
Интересно, что однажды такие вот светлячки спасли Кубу от захватчиков! В 18 веке на острове высадилась морская экспедиция, но ночью колонизаторы увидели в лесу мириады светящихся огней. Англичане решили, что силы неприятеля слишком велики, нужно спасаться бегством, пока не поздно.

Очень многие организмы растительного и животного мира способны излучать свет. На данный момент таких животных насчитывается порядка 800 видов, часть которых относится к глубоководным обитателям.

Это одноклеточные (ночесветки), кишечнополостные (морские перья, гидроиды, медузы, сифонофоры), гребневики, различные ракообразные, моллюски (особенно глубоководные кальмары), черви и иглокожие. Но не стоит забывать и про рыб, ярким примером которых являются удильщики.

Рассказать обо всех «светящихся в ночи» не хватит времени, поэтому мы решили составить Топ-10 наиболее интересных светящихся представителей глубоководного мира.

Морское перо относится к группе перистых известковых полипов. Известны своей способностью светиться. Свечение – это реакция полипа на различные раздражители. Распространены в тропических и субтропических водах Атлантического океана и Средиземного моря. Селятся колониями на песчаном или илистом морском дне. Питаются планктоном и органикой. Вырастают до 40 сантиметров (верхняя и нижняя части), но на поверхности их «перо» не превышает 25 сантиметров. Всего насчитываются порядка 300 видов.

Рыба-топорик обитает на глубине 200-600 метров, но некоторые экземпляры можно встретить и на глубине до 2 километров. Благодаря узкому хвосту и широкому плоскому телу внешне они чем-то похожи на топор. За что, собственно, и получили свое название. Вырастают не более 7-8 сантиметров. Хищники. Фотофоры (органы свечения) расположены на брюшке. Во время свечения, для рыб, обитающих на большей глубине, его силуэт становится размытым. Поэтому способность к свечению у этих рыб служит для маскировки, а не для заманивания добычи, например как у удильщиков. Рыбы-топорики могут регулировать интенсивность своего сияния.

У каждого представителя этого типа морских беспозвоночных животных имеются «гребни» — гребные пластинки, которые представляют склеенные между собой пучки ресничек. Размеры очень разнообразны – от 2-2,5 мм до 3 м (например, венерин пояс (Cestum Veneris)). Тело похоже на мешочек, на одном конце которого располагается рот, а на другом органы равновесия. У гребневиков нет стрекательных клеток, поэтому пища захватывается сразу ртом или ловчими щупальцами (у гребневиков класса Щупальцевые (Tentaculata)). Они гермафродиты. Питаются планктоном, мальками рыб и другими гребневиками.

Черви-бомбисты были обнаружены в Тихом океане – у побережья Филиппин, Мексики и США. Обитают на глубине от 1,8 до 3,8 километров. Их тело состоит из сегментов и прикрепленных к ним щетинок. Очень хорошо плавают. Делают это при помощи волнообразных движений своего тела. В длину вырастают от 2 до 10 сантиметров.

Основным их способом защиты является запуск «бомбочек» — простых мешочков, наполненных гемолимфой – веществом, которое является «кровью» у беспозвоночных. При приближении противника эти бомбочки отделяются от червя и начинают люминесцировать.

Обитает на глубине 500-1000 метров. Он буквально усеян фотофорами различных размеров, большая часть которых располагается на глазах (на веках и даже в глазном яблоке). Иногда они сливаются в сплошные светящиеся полосы, которые окружают глаз. Он может регулировать интенсивность свечения своих «фар». Питается рыбой и различными позвоночными. Имеет чернильный мешок.

6. Гигантский глубоководный кальмар Taningia danae

Это самый большой биолюминесцентный кальмар. Известный науке экземпляр достигает в длину 2,3 метра и весит около 60 килограммов. Обитает в тропических и субтропических водах на глубине около 1000 метров. Агрессивный хищник. Скорость преследования составляет 2,5 метра в секунду. Кальмар перед нападением излучает короткие световые вспышки при помощи специальных органов, расположенных на щупальцах. Есть несколько предположений о том, для чего ему нужны эти вспышки света:

1. Они помогают кальмару ослепить жертву;
2. позволяют измерить расстояние до цели;
3. или являются элементом ухаживания.

Яркий представитель глубоководный светящихся рыб. Одна из самых страшных рыб в мире. Обитает на глубине до 3000 метров. Отличительной особенностью является отросток на голове у самок, на конце которого располагается мешочек со светящимися бактериями. Он выполняет роль приманки для других глубоководных рыб. Удильщики также питаются ракообразными и головоногими. Очень прожорливы.

С более подробной информацией об этих рыбах Вы сможете ознакомиться .

Это глубоководные креветки. Фотофоры у них располагаются на теле и на специальных участках печени, которые просвечивают сквозь покровы тела. Эти креветки также способны выбрасывать светящуюся жидкость, которая отпугивает противников. К тому же это свечение помогает им находить друг друга в период размножения. У каждого вида этих креветок определенные светящиеся участки. Это помогает им различать друг друга.

9. Адский вампир или адский кальмар-вампир (лат. Vampyroteuthis infernalis)

Уникальное глубоководное животное. Обитает в «зоне кислородного минимума». Небольших размеров. Излучает свечение.

Если хотите познакомиться с ним поближе, то Вам .

Мы не смогли обойти эту рыбу стороной. Идиакант наряду с удильщиками является глубоководной рыбой и плавает на глубине от 500 до 2000 метров. Местами обитания являются тропические и умеренные воды Атлантического, Тихого и Индийского океанов. У нее длинное змеевидное тело. Длина самок в несколько раз превышает длину самцов. У идиаканта светится не только чешуя, но и длинные острые зубы. Вот можно познакомиться с этой рыбой поближе.

Глубины океанов и морей населяет немало удивительных живут созданий, среди которых есть настоящее чудо природы. Это глубоководные , которые оснащены уникальными органами - фотофорами. Эти специальные железы-фонари, могут быть расположены в разных местах: на голове, вокруг рта или глаз, на усиках, на спине, по бокам или на отростках тела. Фотофоры заполнены слизью со светящимися биолюминесцентными бактериями.

Глубоководные светящиеся рыбы

Стоит отметить, что светящаяся рыба способна сама контролировать свечение бактерий, расширяя или сужая сосуды, т.к. для световых вспышек необходим кислород.

Одним из самыми интересных из представителей светящихся рыб являются глубоководные удильщики, которые обитают на глубине около 3000 метров.

В арсенале у самок, достигающих метровой длины, есть специальное удилище с «приманкой-маячком» на его конце, который привлекает к ней добычу. Очень интересным видом является придонная галатеатаума (лат.Galatheathauma axeli), которая оснащена световой «приманкой» прямо во рту. Она не «утруждает» себя охотой, ведь ей достаточно занять удобную позицию, открыть рот и проглотить «наивную» добычу.

Удильщик (лат. Ceratioidei)

Еще одним интересным представителем, светящихся рыб является черный дракон (лат. Malacosteus niger). Она излучает красный свет при помощи специальных «прожекторов», которые расположены у нее под глазами. Для глубоководных жителей океана этот свет невидим, а черный дракон рыба освещает себе путь, при этом оставаясь незамеченным.

Те представители глубоководных рыб, которые обладают специфическими органами свечения, телескопическим глазами и др., относятся к истинно глубоководным рыбам, их не нужно путать, с шельфоглубоководными, не имеющими подобных адаптивных органов и обитающих на материковом склоне.

Черный дракон (латин. Malacosteus niger)

Известные светящиеся рыбы :

фонареглазовые (лат. Anomalopidae)

светящиеся анчоусы, или миктофовые (лат. Myctophidae)

удильщики (лат. Ceratioidei)

бразильские светящиеся (сигарные) акулы (лат. Isistius Brasiliensis)

гоностомовые (лат. Gonostomatidae)

хаулиодные (лат. Chauliodontidae)

Светящиеся анчоусы небольшие рыбки, имеющие сжатое с боков тело, крупную голову и очень большой рот. Длина их тела, в зависимости от вида бывает от 2,5 до 25 см. Они имеют особые светящиеся органы, которые излучают зеленый, синий, или желтоватый свет, который образуется из-за химических реакций, происходящих в клетках-фотоцитах.

Светящиеся анчоусы (латMyctophidae)

Они широко распространены по всему Мировому океану. Многие виды миктофовых имеют огромную численность. Myctophidae вместе фотихтиевыми и гоностомовыми составляют до 90 % популяции всех известных глубоководных рыб.

Гоностома (лат. Gonostomatidae)

Жизнь этих глубоководных неуловимых представителей морской фауны, тщательно скрыта от посторонних глаз, так протекает на глубине от 1000 до 6000 метров. А так, как Мировой океан, по подсчетам ученых изучен менее, чем на 5%, человечество ждет еще очень много удивительных открытий, среди них, возможно, будут новые виды глубоководных светящихся рыб.

А с другими, не менее интересными созданиями, населяющими морские глубины, вас познакомят эти статьи: