生物発光は自然界の最も美しい現象の 1 つです。 暗闇で光る生き物たちをご紹介します。
1. プランクトン
息を呑むような 自然現象多くの点で起こっている グローブモルディブは観光客から最も注目を集めています。 生物発光する植物プランクトンは、寄せてくる波によって拾われ、明るい青色の輝きで海水を照らします。 潮の満ち引きによって定期的に海岸に光が散乱し、おとぎ話のような風景に変わります。
2. 二足類 (ヤスデの亜種)
ムカデの2万種のうち8種は夜に光る能力を持っています。 最も普通の茶色の標本からも、緑がかった青の輝きが発せられます。 ムカデは草食動物であるため、この場合のこの機能には獲物を引き付ける機能はありません。 これらの動物の毛穴はシアン化物を分泌する可能性があるため、その輝きは捕食者を怖がらせるための毒性の信号として機能します。
3. ホラホタル
蚊やユスリカの一部の種の幼虫は光る性質を持っており、そのためにホタルとして分類されました。 特に興味深いのは、いわゆる 洞窟ホタル, ニュージーランドのワイトモという魔法の場所に住んでいます。 これらの昆虫は、体の輝きを 2 つの目的で使用します。捕食者にとっては有毒の信号であり、潜在的な犠牲者にとっては優れた餌です。光に引き寄せられた獲物は、洞窟の天井にぶら下がっている絹のような糸で捕らえられます。
4. カタツムリ
クラスターウインクカタツムリは、自分に危険が迫っていると感じると、体を殻の中に引っ込め、内側から明るい緑色に光り始め、サイズが大きくなったように錯覚します。 原則として、そのような変態に見舞われた敵は後退します。
5. 有櫛動物
このゼリー状の生き物は、水中を移動するのに役立つ体にある 8 つの隆起のようなプレートにちなんでその名前が付けられました。 有櫛動物の中には、暗闇で明るい緑や青に光る種もあれば、櫛の動きに応じて単に光を散乱させ、鮮やかな虹色の効果を生み出すものもあります（ただし、本質的には生物発光ではありません）。
6. ホタル
ホタルの腹部の底にある特別な器官が光り、ホタルが交尾相手を探していることを知らせます。 しかし、これに加えて、この輝きは、潜在的な捕食者に、この魅力的な昆虫の無害な性質、つまり食用に適していないことを示唆します。 ホタルの幼虫でも、それとわかる黄色の光を発する能力があります。
7. クレムスまたはヴェネレス
平均サイズが18cmに達するこの種の海洋軟体動物は、その青い輝きで観察者を驚かせますが、特定の状況下でのみ現れます。 クレムスの珍しい特徴の最初の証拠は、ローマの政治家プリニウスによって残されました。 彼は、生の貝類を食べた後の息から空気の色の変化に気づきました。 最近の研究では、フリーラジカルの存在がクレモフを輝かせることがわかっています。 このような発見は、がんを初期段階で診断する新しい方法を科学に提供する可能性があります。
8. アンコウ
アンコウのメスの背びれは口の真上にあります。 この器官は、獲物を引き寄せるための先端が光る釣竿のような形をしています。 光に興味を持った獲物が十分近くまで泳ぐと、捕食者は突然それを掴み、強力な顎で引き裂きます。
9. ゴキブリ
ある種類のゴキブリの背中にある 2 つの発光点は、有毒なコメツキムシの出現を偽装するのに役立ちます。 これが唯一のものです 科学に知られている保護模倣の目的で生物発光を使用する生物。 残念ながら、最近発見されたこの生物は、2010 年のエクアドルの火山噴火により、すでに地球上から完全に消滅している可能性があります。
10. きのこ
世界中には約 70 種の光るキノコがあり、さまざまな地域に分布しています。 いろいろな場所。 多くの種にとって、光る能力は繁殖に役立ちます。光に引き寄せられ、キノコの表面に着地した甲虫は、その胞子の運び手となります。
11. イカ
多くのイカはいわゆるカウンターイルミネーションを使用します。 これは、上から来る光の強さに応じて輝き始めることを意味します。 この行動により、影を「失った」獲物を区別するのが難しい捕食者による攻撃から身を守ることができます。
12. サンゴ
実際、ほとんどのサンゴは生物発光ではなく、生物蛍光を発します。 最初の概念は、自身の光を生成する身体の能力を表し、2 番目の概念は、外部ソースからの光の蓄積と、変化した色合いでのその反射を表します。 たとえば、一部のサンゴは青や紫の光線を吸収した後、明るい赤、オレンジ、緑に輝き始めます。
13. タコ
小さな深海タコの輝きは、体にある特別な発光器官、つまり改良された吸盤のおかげです。 それらのおかげで、触手は点滅または継続的に輝く光で覆われています。
14. ヒトデ
実際には、Ophiochiton ternispinus と呼ばれる生き物はヒトデではありませんが、それでもこの種はヒトデに非常に近いです。 彼らの「スター」の親戚と同じように、彼らには 5 本の手足があり、特に細くて柔軟性に優れています。 これらの動物は明るい青色を発し、暗い生息地で狩りをするのに役立ちます。
15. イソギンチャク
イソギンチャクは、生物発光を起こしにくいその近縁種とともに、最終的な定着に最適な場所を見つけるまで、生涯のほとんどを自由に泳ぎながら過ごします。 彼らの輝く触手は鋭い銛で捕食者や獲物を刺します。
16. 光るアンチョビ
もう一つの深海の発光器器官の所有者は、発光カタクチイワシです。 この魚の明るい斑点は主に腹部にありますが、最も壮観な光は額にあり、頭のヘッドライトのような印象を与えます。
17. 細菌
昆虫は、明るい光を発する一種のバクテリアの餌食になることがよくあります。 この種の個体は、被害者の体を内側から破壊する毒素を放出します。
18. オキアミ
北極海にはオキアミと呼ばれる小さな甲殻類が密集しています。 これらの生き物は、その小さな体の明るい輝きを、同じ種の個体の標識として使用します。 互いに向かって泳ぎ、群れを成すことで、困難な状況や捕食者からの攻撃に耐えることができます。
19. オオクチバス
ペリカンウナギとも呼ばれる深海オオクチバスは、 海底、時には自分自身のサイズを超える獲物を狩ります。 この深海の住人の巨大な口により、任意の量の食物を飲み込むことができます。 長い尾にある光器官は、その明滅で暗闇を徘徊する獲物を引き寄せます。
20。 海の虫
スイマ・ボンバビリディスと呼ばれる珍しい生き物も同様の特徴を持っています。 独特の手法自己防衛。 彼の体には特殊な液体が入った袋が8つ付いている。 危険な瞬間にそれらは空になり、こぼれた液体が周囲を明るい青または緑の光で照らし、捕食者の注意をそらし、海虫が隠れることを可能にします。
生きた輝き
「...最初は緑の点が 2 つか 3 つだけ点滅していて、木々の間を滑らかに滑っていました。
しかし、徐々にその数が増え、今では木立全体が幻想的な緑色の光で照らされています。
これほど多くのホタルが集中しているのを私たちは見たことがありません。
彼らは木々の間を雲の中に駆け込み、草、茂み、幹に沿って這いました...
それから、ホタルの光の流れが湾の上に浮かんでいました...」
J.ダレル。 「私の家族と他の動物たち」
おそらく誰もがホタルについて聞いたことがあるでしょう。 多くの人がそれらを見たことがあります。 しかし、これらの驚くべき昆虫の生態について私たちは何を知っているのでしょうか?
ホタル、またはホタルは別の家族の代表です ヤツメ科カブトムシの順番で。 全部で約2000種があり、ほぼ世界中に分布しています。 さまざまな種類のホタルのサイズは 4 ～ 20 mm です。 これらのカブトムシのオスは、葉巻のような形の体と、大きな半球の目と短い触角を備えたかなり大きな頭、そして非常に信頼性が高く強力な翼を持っています。 しかし、メスのホタルは通常、羽がなく、体が柔らかく、 外観幼虫に似ています。 確かに、オーストラリアにはオスとメスの両方に羽が発達した種がいます。
どの種類のホタルも、暗闇で柔らかな燐光を発する驚くべき能力を持っています。 彼らの発光器官は、 発光団– ほとんどの場合、腹部の端に位置し、3 つの層で構成されます。 下層は反射板として機能します。その細胞の細胞質は、光を反射する微細な尿酸の結晶で満たされています。 上層光を透過する透明なキューティクルで表現されています。つまり、すべてが通常のランタンと同じです。 実際には、光生成性の光を生成する細胞は、発光細胞の中間層に位置しています。 それらは気管で密に編まれており、そこから反応に必要な酸素とともに空気が入り、次のものが含まれています。 大量のミトコンドリア。 ミトコンドリアは、対応する酵素であるルシフェラーゼの関与により、特殊な物質であるルシフェリンの酸化に必要なエネルギーを生成します。 この反応の目に見える結果は生物発光、つまり発光です。
ホタル懐中電灯の効率は異常に高いです。 普通の電球の場合 可視光エネルギーの 5% のみが変換されます (残りは熱の形で放散されます) が、ホタルの場合、エネルギーの 87 ～ 98% が光線に変換されます。
これらの昆虫が発する光は、スペクトルのかなり狭い黄緑色ゾーンに属し、波長は 500 ～ 650 nm です。 ホタルの生物発光には紫外線や赤外線は含まれません。
発光プロセスは神経制御下にあります。 多くの種は、断続的な光を発するだけでなく、光の強度を自由に増減させることができます。
ホタルはオスもメスも発光器官を持っています。 さらに、これらのカブトムシの幼虫、蛹、さらには産んだ卵さえも、はるかに弱いとはいえ光ります。
多くの熱帯ホタルの種が発する光は非常に明るいです。 ブラジルに定住した最初のヨーロッパ人は、ろうそくのない時代にホタルで家を照らしました。 彼らはまた、アイコンの前のランプを埋めました。 ジャングルを夜に旅するインディアンは今も絆を保っている 親指大きなホタルの足に。 その光は道路を視認するのに役立つだけでなく、ヘビを撃退する可能性もあります。
昆虫学者のエブリン・チズマンは1932年に、風変わりな女性たちがいると書いた。 南アメリカ特に大きなホタルが生息する西インド諸島では、夕方の休日の前に、ホタルは髪やドレスをこれらの昆虫で飾り、身に着けている生きた宝石がダイヤモンドのように輝きました。
あなたも私も、明るい熱帯種の輝きを賞賛することはできませんが、ホタルも私たちの国に住んでいます。
私たちの最も一般的な 大きなホタル(ランピリス・ノクチルカ) とも呼ばれます。 虫のイワノフ 」 この名前は、翼のない細長い体を持つこの種のメスに付けられました。 私たちがいつも夕方に気づくのは、彼女のかなり明るい懐中電灯です。 ファイアウィードの雄は、よく発達した羽を持つ小さな (約 1 cm) 茶色の虫です。 発光器官もありますが、通常は昆虫を手に取ることによってのみ気づくことができます。
ジェラルド・ダレルの本の中で、その行が私たちの記事のエピグラフとして取り上げられていますが、おそらく言及されています 飛んでいるホタル -ルシオラ・ミングレリカ・カブトムシルシオラ・ミングレリカ、ギリシャだけでなく、黒海沿岸（ノヴォロシースク地域を含む）でも見られ、そこで同様の素晴らしいパフォーマンスを上演することがよくあります。
そして沿海州では、あまり研究されていない希少なホタルを見つけることができます。 パイロコエリア(パイロカエリア・ルーファ）。 この種のオスとメスは、8 月の暗い夜に活発に発光します。
日本でのライブ ルシオラ・パルバとルシオラ・ヴィッティコリス.
ホタルの生物発光は性間コミュニケーションの手段であると考えられています。パートナーは光信号を使ってお互いの位置を知らせます。 そして、私たちのホタルが一定の光で光るなら、熱帯や北アメリカのホタルの多くは、特定のリズムでランタンを点滅させます。 一部の種は、パートナーのために本物のセレナーデ、合唱セレナーデを演奏し、1本の木に集まった群れ全体で一斉に燃え上がったり消えたりします。
そして、隣の木にいるカブトムシも一斉に点滅しますが、最初の木に止まっているホタルとは同期しません。 また、虫たちは独自のリズムで他の木の上で光ります。 目撃者によると、この光景は大都市のイルミネーションを上回るほど明るくて美しいという。
何時間も、何週間も、さらには何か月も、虫たちは同じリズムで木の上で瞬きをします。 風も大雨も発生の強さと頻度を変えることはできません。 月の明るい光だけが、このユニークな天然ランタンをしばらくの間薄暗くすることができます。
ツリーを明るいランプで照らすと、フラッシュの同期が妨げられる可能性があります。 しかし、外の光が消えると、まるで命令されたかのように、ホタルは再び点滅し始めます。 まず、木の中心にいる虫たちが同じリズムに適応し、次に隣の甲虫もそれに加わり、一斉に点滅する光の波が徐々に木のすべての枝に広がります。
さまざまな種類のホタルのオスは、特定の強度と周波数のフラッシュ、つまりその種のメスが発する信号を求めて飛びます。 巨大な目が必要な光のパスワードをキャッチするとすぐに、雄が近くに降りてきて、カブトムシはお互いに光を輝かせながら結婚の秘跡を行います。 しかし、この牧歌的な風景は、この属に属するいくつかの種のメスのせいで、最もひどい方法で破壊されることがあります。 フォトリス。 これらのメスは、他の種のオスを引き付ける信号を発します。 そして、彼らはただそれらを軽食します。 この現象はと呼ばれます 攻撃的な擬態.
晴れた夏の夜、地面に黄昏が降り始めたとき、背の高い草の葉の間に神秘的な輝きが簡単に見えます。 少し近づいてよく見てみると、これはあなたの古い知り合いであるホタルであることがわかり、笑顔で気づくでしょう。
子供の頃から誰もが知っているこれらの昆虫は、今でも興味をそそられ、引き付けられます。 しかし、なぜ光を発するのかという疑問は未解決のままです。
ホタルは、暗闇の中で涼しい黄緑色の光を発する能力を持つ、陸生の夜行性甲虫の仲間です。 色は濃い茶色で、長さは1.5センチメートルに達します。 世界全体では約 2,000 種が存在し、幼虫を含むほとんどすべての昆虫が捕食者です。 彼らはナメクジやカタツムリなどの無脊椎動物を食べます。
これらの昆虫は熱帯および亜熱帯気候で最も一般的です。 程度は低いが温帯の地理的ゾーンで見られます。 彼らは主にコミュニケーションの目的で光り、性的、探索的、保護的、縄張り意識の信号を発します。
すべての種類のホタルが上記の信号の完全なスペクトルを持っているわけではありません。 基本的には徴兵制に限られます。 なぜ光る現象が起こるのか、ホタルの「懐中電灯」はどのように配置されているのか。
黄緑色のビーコンの科学的説明
これらの昆虫の生物発光能力、つまり光を生成する能力は、主に特別な発光器官である光細胞の存在によるものです。
ホタルの腹部の先端、殻の透明な部分の下には、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、酸素の影響下で混合されるいくつかの部分があります。 ルシフェリンの酸化または分解のプロセスは、 主な理由カブトムシが発光する理由。
家族のほとんどは、白熱灯の明るさを調整したり、短く断続的なフラッシュを生成したりできます。 また、一部のホタルは同期して発光します。 なぜ虫は常に光らないのかという質問に対する答えは、次の分野でかなり一般的な問題となるでしょう。 科学の世界意見: ホタルは発光器官への酸素のアクセスを制御できます。
ちょっとしたロマンスやデートの時間
昆虫学者はホタルを研究することにより、昆虫が暗闇の中でちらつく主な理由は、潜在的な配偶者を引き付けたいという欲求であるという結論に達しました。 それぞれの種には独自の特徴的な信号があり、異なる光のパターンを示します。 したがって、葉の上に座っているメスのホタルは、空中にホバリングして「仲間」を探すオスのホタルに特定の信号を送ります。
見覚えのある光を見つけて、彼らは真っすぐに向かって進みます。 ホタルが近づくと交尾し、メスはすぐに受精卵を地面に産み、その後、そこから平らな形で茶色の幼虫が孵化します。 一部の幼虫はカブトムシになるまで光ります。
女性の半分の小さなトリック
ホタルが生物発光という才能を利用する理由は、配偶者候補を引き寄せることだけではありません。 ちらつく甲虫の一部の種は、まったく逆の目的で光を発することができます。
たとえば、Photuris 種に属するホタルは、別の種のホタルの信号を正確にコピーすることができます。 したがって、女性はだまされやすい見知らぬ男性を騙します。
交尾を望んで飛び立つと、フォトゥリスのメスはそれらを捕食し、十分な量の餌を受け取ります。 栄養素自分自身と、地面から孵化する準備ができているその種の幼虫のために。
天然ランタンの型破りな使い方
ホタルの鮮やかな揺らめきを見て、人々は古来よりホタルを何かに役立ててみてはどうかと考えてきました。 インディアンは道を照らし、ヘビを追い払うためにモカシンに取り付けました。 南アメリカへの最初の入植者は、これらの昆虫を小屋の照明として使用しました。 いくつかの集落では、この伝統が今日まで保存されています。
で 現代世界ホタルがなぜ、どのようにして生物発光する能力を獲得したのか、そしてホタルの才能を科学的目的にどのように利用できるのかという疑問は、複数の昆虫学者の心を興奮させます。 科学者たちは、広範な試行錯誤を経て、これらの昆虫の細胞にルシフェラーゼを生成させる遺伝子を見つけることにも成功しました。
この遺伝子が単離されると、タバコの葉に移植され、その種子が農園全体に播種されました。 暗闇が訪れると、出現した作物が光りました。 ホタルの実験はまだ終わっていません。たくさんの新しくて興味深い発見が私たちを待っています。
美しく神秘的なホタルは私たちの目を楽しませるだけではありません。 これらの生き物は、より深刻な問題を解決することができます。
夏の夕暮れ時、森の端、田舎道沿い、または草原で、運が良ければ、背の高い濡れた草の中に「生きている星」を見ることができます。 神秘的な「電球」をよく見ようと近づいて見ると、おそらく、茎の接合された腹部の発光端を備えた柔らかい虫のような体を見つけてがっかりするでしょう。
うーん...この光景はまったくロマンチックではありません。 ホタルは遠くから眺めるのが一番かもしれません。 しかし、緑がかった涼しい輝きで私たちを惹きつけてやまないこの生き物は何なのでしょうか？
情熱を燃やす
一般的なホタルは、ヨーロッパロシアのほとんどの地域で私たちの注目を集めているホタルで、ヤツメ科の甲虫です。 残念ながら、その名前は今日では明らかに時代遅れです。大都市近くの夏の別荘では、「生きたランタン」は長い間珍しいものになっています。
昔、ロシアではこの昆虫はイワノフ (またはイワノヴォ) ワームとして知られていました。 虫のような虫？ こんなことは可能でしょうか？ 多分。 結局のところ、私たちのヒーローはある意味で未発達な生き物です。 緑がかった「球根」は翼のない幼虫のような雌です。 彼女の無防備な腹部の端には特別な発光器官があり、その助けを借りて昆虫は雄を呼びます。
「私はここにいますが、まだ誰とも交尾していません」それが彼女の光の信号の意味です。 この「愛のしるし」が宛てられた相手は、普通のカブトムシのように見えます。 頭があり、翼があり、足が付いています。 彼は照明に満足していません - 彼はそれを使い道がありません。 彼の任務は、自由な雌を見つけて交尾し、子孫を残すことです。
私たちの遠い先祖たちは、昆虫の不思議な光にラブコールが込められていると直感したのかもしれません。 彼らがカブトムシの名前をイワン・クパラ（夏至の古代の異教の祝日）と関連付けたのも当然のことでした。
旧式では6月24日（新式では7月7日）に祝われます。 一年で最もホタルを見つけやすいのはこの時期です。 まあ、もしそれがシダの葉の上に座っていれば、遠くからそれは素晴らしいクパラの夜に咲くのと同じ素晴らしい花として通り過ぎることができます。
すでに述べたように、ヤナギドリは、約 2,000 種を数える発光ヤツムシ科の代表です。 確かに、輝きを放つ昆虫の多くは熱帯や亜熱帯を好みます。 ロシア沿海州に居ながらにして、これらのエキゾチックな生き物を鑑賞することができます。 黒海沿岸コーカサス。
暖かい夜にソチやアドラーの堤防や路地を歩いたことがある人なら、「ロシアのリビエラ」の夏の夕暮れを埋める小さな黄色がかったトレーサーライトに気付かずにはいられません。 この印象的なイルミネーションの「デザイナー」はルシオラ・ミングレリカという甲虫で、メスとオスの両方がリゾートの照明デザインに貢献しています。
北方のホタルの瞬きしない光とは異なり、南方人の性的信号伝達システムはモールス信号に似ています。 キャバリアは地上を低く飛行し、一定の間隔で捜索信号、つまり閃光を発し続けます。 新郎がたまたま茂みの葉の上に座っている婚約者の近くに来ると、彼女は特徴的な爆発で彼に反応します。 この「愛の兆候」に気づいたオスは、突然飛行コースを変更し、メスに近づき、求愛信号を送り始めます。点滅回数はより短く、より頻繁になります。
国々で 東南アジアホタルは、近くにいる仲間の信号に合わせて「ラブコール」を送信することができます。 その結果、印象的な写真が浮かび上がります。何千もの小さな生きている電球が、空中と樹上の中で同時に点滅し、消え始めます。 この不思議な光と音楽は、目に見えない指揮者がコントロールしているようです。
このような魅惑的な光景は、日本でも長い間多くの熱狂的なファンを魅了してきました。 毎年6月から7月に国内のさまざまな都市で開催されます 朝日パスする ほたるまつり- ホタル祭り。
通常、暖かい気候のとき、光る甲虫の集団飛行が始まる前に、人々は夕暮れ時に神社か神社の近くの庭に集まります。 原則として、「虫祭り」は新月に合わせて行われます。そのため、「無関係な」光が、生きた光のおとぎ話のショーから観客の気をそらさないようにします。 多くの日本人は、翼のある提灯は亡くなった先祖の魂であると信じています。
アニメ「火垂るの墓」より
代数との調和を信頼して...
言葉はなく、星は足の下で、木の上で、あるいは暖かい夜の空気の中でほぼ頭上をさまよっています。 - その光景は本当に魔法のようです。 しかし、この定義は科学とは程遠く、周囲のあらゆる現象の物理的性質を理解しようとする科学者を満足させることはできません。
「閣下」のヤツムシの秘密を明らかにする - これは、19 世紀のフランスの生理学者ラファエル デュボアによって設定された目標でした。 この問題を解決するために、彼は昆虫の腹部から発光器官を分離し、乳鉢で粉砕して発光する均質なパルプにし、さらに少量の添加物を加えました。 冷水。 「懐中電灯」はさらに数分間迫撃砲を照らし、その後消えました。
科学者が同じ方法でおかゆに熱湯を加えたところ、火はすぐに消えました。 ある日、研究者が「冷たい」モルタルと「熱い」モルタルの中身をテストのために組み合わせました。 驚いたことに、再び輝きが戻りました。 デュボアは、このような予期せぬ効果を化学的な観点からしか説明できませんでした。
生理学者は頭を悩ませた結果、「生きた電球」は 2 つの異なる化学物質によって「点灯」するという結論に達しました。 科学者はそれらをルシフェリンとルシフェラーゼと名付けました。 この場合、2 番目の物質が何らかの方法で 1 番目の物質を活性化し、発光させます。
「冷たい」迫撃砲ではルシフェリンがなくなったため輝きが止まり、「熱い」迫撃砲ではルシフェリンの影響下にあるため発光が止まりました。 高温ルシフェラーゼは破壊されます。 両方の乳鉢の中身を合わせると、ルシフェリンとルシフェラーゼが再び出会って「輝き」ました。
さらなる研究により、フランスの生理学者の正しさが確認されました。 さらに、ルシフェリンやルシフェラーゼなどの化学物質はすべての人の発光器官に存在していることが判明しました。 既知の種に生息するヤツメムシ さまざまな国そして異なる大陸でも。
昆虫の輝きの現象を解明した科学者たちは、最終的に「輝く人」のもう一つの秘密に迫りました。 上で説明したシンクロする軽音楽はどのようにして作られるのでしょうか？ 研究者らは、「火」昆虫の光器官を研究することで、神経線維が光器官とホタルの目とを接続していることを発見した。
「生きた電球」の動作は、昆虫の視覚分析装置が受信して処理する信号に直接依存します。 後者は光器官にコマンドを送ります。 もちろん、一匹のカブトムシが大きな木の樹冠や広大な空き地を調査することはできません。 彼は近くにいる親戚のフラッシュを見て、彼らと一致して行動します。
彼らは隣人などに焦点を当てます。 一種の「エージェントネットワーク」が発生し、システムに何人の人が関与しているかは知らずに、それぞれの小さな信号手が自分の代わりにいて、チェーンに沿って光の情報を送信します。
「主君」とともにジャングルを駆け抜ける
もちろん、人々がホタルを高く評価するのは、主にその美しさ、神秘性、そしてロマンスです。 しかし、たとえば日本では、昔、これらの昆虫は特別な籐の容器に集められていました。 貴族や裕福な芸妓はそれらを優雅な常夜灯として使用し、「生きたランタン」は貧しい学生たちの夜の詰め込みを助けました。 ちなみに、38 匹のカブトムシは、平均的なサイズのワックスキャンドルと同じくらいの光を提供します。
「足の星」は、中南米の先住民族が休日に家や自分自身を儀式的に飾る照明器具として長い間使用してきました。 ブラジルに最初に移住したヨーロッパ人は、カトリックの聖像の近くのランプに油の代わりにカブトムシを詰めました。 「生きたランタン」は、アマゾンのジャングルを旅する人々に特に価値のあるサービスを提供しました。
ヘビやその他の有毒生物が生息する地域での夜間旅行を保護します。 熱帯林、インディアンはホタルを足に結び付けました。 この「イルミネーション」のおかげで、危険なジャングルの住人を誤って踏んでしまう危険性は大幅に減りました。
現代のエクストリーム スポーツ愛好家にとっては、アマゾンの茂みさえもよく踏まれている場所のように見えるかもしれません。 現在、観光業がまだ最初の一歩を踏み出している唯一の分野は宇宙です。 しかし、ホタルがホタルの発展に価値ある貢献をすることができることが判明しました。
火星に生命は存在するのか? ホタルが教えてくれる
もう一度、ラファエル・デュボアのことを思い出してみましょう。彼の努力を通じて、19 世紀の世界は、「生きた」輝きを引き起こす 2 つの化学物質であるルシフェリンとルシフェラーゼについて学びました。 前世紀の前半に、彼の発見は大幅に拡大されました。
それは、 正常な運行「虫の電球」には 3 番目の成分、つまりアデノシン三リン酸、略して ATP が必要です。 この重要な生物学的分子は 1929 年に発見されたため、フランスの生理学者はそれが実験に関与していることを疑うことさえありませんでした。
映画「アバター」では、昆虫や動物だけでなく、植物も暗闇で光ります
ATP は生きた細胞内の一種の「携帯用バッテリー」であり、その役割は生化学合成のすべての反応にエネルギーを供給することです。 ルシフェリンとルシフェラーゼの相互作用も含めて、結局のところ、発光にもエネルギーが必要です。 まず、アデノシン三リン酸のおかげで、ルシフェリンは特別な「エネルギー」の形に変換され、次にルシフェラーゼが反応を開始し、その結果、その「余分な」エネルギーが光の量子に変換されます。
酸素、過酸化水素、一酸化窒素、カルシウムもヤツムシの発光反応に関与します。 それくらい、「生きた電球」はすべてが難しいのです。 しかし、彼らは素晴らしいです 高効率。 化学エネルギー ATP が光に変換された結果、熱として失われるのはわずか 2% ですが、電球はエネルギーの 96% を無駄にします。
これはすべて良いことだとあなたは言いますが、宇宙はそれと何の関係があるのでしょうか？ しかし、それと関係があるのは次のとおりです。 前述の酸を「作ることができる」のは生きている有機体だけですが、ウイルスや細菌から人間に至るまで、絶対にすべてのものです。 ルシフェリンとルシフェラーゼは、ホタルに限らず、あらゆる生物によって合成される ATP の存在下で発光することができます。
同時に、デュボアによって発見されたこれら 2 つの物質は、人工的に常に伴侶を奪われているため、「光」を与えることはありません。 しかし、反応に参加した 3 人全員が再び集まると、輝きが再開される可能性があります。
このプロジェクトは、前世紀の 60 年代にアメリカ航空宇宙局 (NASA) で開発されたこのアイデアに基づいていました。 惑星の表面を研究するために設計された自動宇宙実験室を提供することになっていた 太陽系、ルシフェリンとルシフェラーゼを含む特別な容器。 同時に、ATP を完全に除去する必要がありました。
別の惑星で土壌サンプルを採取したため、時間を無駄にすることなく、少量の「宇宙」土壌と地球上の発光基質を組み合わせる必要がありました。 少なくとも微生物が天体の表面に生息している場合、その ATP がルシフェリンと接触してルシフェリンを「充電」し、ルシフェラーゼが発光反応を「オン」にします。
受信した光信号は地球に送信され、そこで人々は生命が存在することをすぐに理解します。 そうですね、悲しいかな、輝きがないということは、宇宙のこの島には生命が存在しない可能性が高いということになります。 これまでのところ、太陽系のどの惑星からも、緑色がかった「生きた光」が私たちに向けて点滅したことはないようです。 しかし、研究は続いています！
「彼は、ちらちらと点滅する瓶を厳粛にナイトテーブルに置き、鉛筆を手に取り、熱心にノートに何かを書き始めました。
ホタルが燃えては消え、また燃えてまた消え、少年の目の中で3ダースの緑色の光が点滅して消え、そして彼はすべてを書きました - 10分、20分かけて走り書きし、一行ずつ修正し、書き留めて書き直しました彼がとても貪欲に情報を集めたので、私は夏の間中急いで貯めました。
トムは横たわり、うっとりして、瓶の中で震え、燃え上がり、凍る小さな生きている火から目を離さず、ついには肘にもたれて眠りに落ち、ダグラスは書き続けました...」
ホタルに対する私の興味は突然生じ、最近レイ・ブレドブリーの素晴らしい本「タンポポのワイン」を読んだ後、この一節がきっかけでした。
ホタルが瓶の中で本当に光るのかどうか興味がありました。
さよなら？ そして、なぜそれらは光るのでしょうか？
これについてさまざまなサイトでさまざまな情報を読んだ後、私の意見として最も興味深い情報をすべて自分の投稿に集めたので、それを共有します。
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夏、夕方、暗くなると、野原でホタルが小さな稲妻のように点滅します。 子供の頃、誰もがこれらのユニークな昆虫を瓶に集め、その光り方に憧れました。 そしてもちろん、なぜ光るのかと疑問に思いました。
合計で約 2000 種のホタルが知られており、それぞれが燐光を発する能力を持っています。 ほとんどの場合、これらの甲虫の発光器官である発光器は腹部の端にあります。
フォトフォアは3つの層で構成されています。 最下層のミラーは光を反射することができます。 上部は半透明のキューティクルです。 中間層には、光を生成する光生成細胞が含まれています。 ご覧のとおり、フォトフォアのデザインは通常の懐中電灯に似ています。
このタイプの発光は生物発光と呼ばれ、酵素ルシフェラーゼの存在下で細胞内酸素とカルシウム、アデノシン三リン酸（ATP）分子、色素ルシフェリンが結合した結果として発生します。
ホタルの放つ光は冷たい。 いつもと違って 電灯エネルギーの大部分が無駄な熱に変わり、効率が 5% ～ 10% であるのに対し、ホタルは消費されたエネルギーの 87% ～ 98% を光放射に変換します。
これらの昆虫の発光は、500 ～ 600 nm の波長に相当する、スペクトルの可視黄緑色部分に属します。
ホタルの多くの種は、光の強度を増減したり、断続的な光を自由に発することができます。 いつ 神経系カブトムシが光を「オン」にする信号を出すと、酸素が発光胞に集中的に流れ込み始め、「オフ」にするためには供給を止めるだけで十分です。
昆虫には肺がなく、酸素は特別な管である気管を通じて伝達されます。 酸素の供給はミトコンドリアで行われます。 素早い選択のために 必要な数量ホタルの体は酸素を必要とする一酸化窒素を生成し、ミトコンドリアに入り酸素をミトコンドリアから追い出します。
生物発光はホタルの性間コミュニケーションの手段です。 昆虫は自分の位置を知らせるだけでなく、特別な点滅周波数によってパートナーを区別します。 熱帯および北米産のホタルは、パートナーのために合唱セレナーデを演奏し、群れ全体として同時に点滅することがあります。 女性の群れも同じ軽快な音楽で彼らに応えます。
もちろん、なぜ自然がホタルにそのような能力を与えたのかは興味深いです。 興味深い機能。 結局のところ、光は食べ物を探すのに役立ちませんし、犬を怖がらせたり、 大きな猫。 ほとんどの科学者は、この独特の方法でカブトムシが交尾のために異性の個体を引き寄せると仮定する傾向があります。 なぜなら 他の種類ホタルは異なる光り方をし、異なる間隔で点滅するため、種内での交尾を確実に行うことができます。
いくつかの 外来種ホタルは同期して発光することができます。 たとえば、タイでは次のような写真を見ることができます。ホタルが 1 本の木に集まっています。 大量の。 まず、それぞれの昆虫は、独自の特定のリズムで光のフラッシュを発します。 しかし、しばらくすると、数匹のカブトムシが同期して点滅し始め、残りのカブトムシもそのリズムに加わります。 結果のツリーは次のようになります クリスマスツリー、まるで花輪で飾られているかのように、毎秒点滅します。
科学者たちは、発光の原因となる遺伝子を分離することにも成功しました。 それは植物への輸送に成功し、その結果、農園全体が夜に光りました。
多くの熱帯ホタルの種が発する光は非常に明るいです。 ブラジルに定住した最初のヨーロッパ人は、ろうそくのない時代にホタルで家を照らしました。 彼らはまた、アイコンの前のランプを埋めました。 インディアンは今でも夜のジャングルを旅行するとき、足の親指に大きなホタルを結び付けています。 その光は道路を視認するのに役立つだけでなく、ヘビを撃退する可能性もあります。
昆虫学者のエブリン・チスマンは1932年に、特に大きなホタルが生息する南米や西インド諸島の一部の風変わりな女性たちが、夜のお祝いの前に髪やドレスをこれらの昆虫で飾り、彼女たちの身に着けている生きた宝石がダイヤモンドのように輝いたと書いている。
ハートフォードシャー大学の英国の遺伝学者は、 遺伝子工学クリスマスツリーの針が自ら光を発するようにします。 これを行うために、彼らはクラゲとホタルから採取した2つの遺伝子をトウヒの木に移植する予定です。 そのうちの 1 つは緑色蛍光タンパク質の生成を担当し、2 つ目は酵素ルシフェラーゼを生成します。
必要な遺伝子を運び、木のDNAに組み込む無害な細菌を若い芽に感染させることが計画されている。 次に、使用 化学物質肥料に含まれるルシフェリンが酵素を活性化し、その結果、光るタンパク質が「オン」になります。 その結果、修正された針は暗闇でも日光でも光ります。
このアイデアがどれほど素晴らしいように見えても、それを開発する際、科学者は以前に成功した科学的研究に依存しました。 以前は、暗闇で光るシルク、ジャガイモ、さらにはマウスや子豚も同様の方法で作られていました。
光るシルク
光るクラゲの遺伝子を持つ豚
プロジェクトの作者が考えている唯一の問題は、素晴らしいクリスマスツリーの価格です。 彼らの計算によると、そのような木の価格は約320ドルであり、誰もがそれを買う余裕があるわけではありません。 しかし、彼らはこれを信じています 珍しい製品いずれにせよ、需要はあるでしょう。
このアイデアには発展の可能性があります。 結局のところ、青色と赤色の蛍光タンパク質が自然界で発見されたのは、それほど前のことではありません。 将来的にはクリスマスや クリスマスツリー、マルチカラーの輝きを放ちます。
そしてこの写真、星空みたいですよね！
ワイトモ洞窟(ワイトモ洞窟) - 同じ名前の村と有名なカルスト洞窟。ニュージーランド北島、テ クイティの町の北西 12 キロメートルにあるワイカト地方南部の主要な観光スポットです。
ここはニュージーランドのツチボタル洞窟です。 そこには驚くべき生き物、アラクノカンパ・ルミノーサが生息しています。 ニュージーランドでしか見られないホタルです。 その緑と青の輝きは、洞窟の屋根のように見えます。 星空凍るような夜に。
これは、科学者によると、主に空腹時に光るホタル、アラクノカンパ ルミノーサの幼虫がいる洞窟の天井の様子とまったく同じです。 さらに、飢餓が深刻であればあるほど、その輝きはより明るくなります。
