Na Zemi jsou nejvíce neprobádané vodní hlubiny. Proto se v současné době uskutečňuje mezinárodní projekt Eye on the Sea (Oko v moři). Jedním z jeho hlavních cílů je blíže poznat život tvorů, které užívají bioluminiscenci.
Tak se odborně označuje schopnost některých živočichů, rostlin a mikroorganismů vydávat viditelné záření chemického původu. Vědci nyní registrují na 550 živočišných druhů, které umějí vyrábět různobarevné světlo. Lidé jim mohou jen závidět!
Lampáři se zatím daří unikat
Představte si, že se v ponorce noříme hluboko pod hladinu, k oceánskému dnu. Je ještě níže, než kdybychom do moře převrátili nejvyšší suchozemské horské vrcholy. Právě před 40 lety v batyskafu Trieste dosedl francouzský badatel Jacques Piccard na dno Mariánský příkopu v Tichém oceánu – v hloubce 11 km. S úžasem hleděl průhledem na pestrobarevnou mozaiku četných prapodivných světélkujících vodních tvorů. Dosud nemají odborné pojmenování, jen obecné označení svítivci či lampáři. Nejspíš se nikdy nepodaří všechny důkladně poznat.
Posviťme si tedy na vodní druhy z tzv. pásma temnoty (v hloubce od tisíce metrů), které již vědci prozkoumali.
Ďas mořský ( Lophius piscatorius)
Charakteristika: Dravá hlubinná ryba, dlouhá kolem jednoho metru při hmotnosti až 40 kg. Upřednostňuje pobyt u dna, pro což má vhodné maskování. Relativně nízké a široké tělo umožňuje lépe splynout s okolním prostředím. Zpravidla leží na dně mezi řasami, čímž se stává pro kořist neviditelný. Na kořist, menší rybky či korýše, jen vyčkává. Má obrovskou hlavu (přibližně jednu třetinu velikosti a dvě třetiny hmotnosti) a tlamu s mohutnými zahnutými ostrými zuby. Důležitý je roztažitelný žaludek.
Oblast výskytu: Téměř všechna moře a oceány tropického a mírného podnebného pásma. V severním Atlantiku se vyskytuje od Barentsova moře, přes Středozemní moře až po Černé moře, či od Norska až po Senegal
Zdroj bioluminiscence: Ďasové mají upravenou hřbetní ploutev, jejíž první paprsek vyčnívá jako tyčinka nad temeno jejich hlavy. Na konci je svítidlo plné symbiotických bakterií, které vydávají záři různého typu. (Kvůli této „svítící udici“ se také někdy nazývají „udicové ryby“.) Ďasové většinou drží svítítko před velkou tlamou a jemně s ním pohybují. Každé pohyblivé světélko ve tmě láká zvědavce. Na ně čeká obrovská tlama, který za ošálenou obětí sklapne jako pastička na myši.
21. STOLETÍ zjistilo: Odborníci dosud nevědí, proč jsou světelné návnady tolik proměnlivé. Některé ryby mají „udice“(ilicium) nikoli před tlamou, ale nad hlavou. Pohyblivé ilicium se dá sklopit do rýhy na hřbetě. Skupina mořských ďasů zvaná Thaumatichthys má návnadu přímo na patře tlamy s ostrými zuby.
Vedle ďasů se podobně poblíž dna chovají tzv. světlonoši a děsiví dravci zvaní drakouši. Z brady uvedeného tvora (velkého cca 15 cm) visí dlouhé vousy (až dvoumetrové), jejichž konce svítí jako návnada.
Žahavci (Cnidaria ) – medúzy
Charakteristika: Medúza představuje stádium v životním cyklu žahavců, ve kterém je tělo
rozšířeno (často velmi výrazně) do šířky. Žahavci jsou vodní, převážně mořští, bezobratlí tvorové s tělem velkým od několika milimetrů až po dva metry. Medúzy mají různý tvar, nejen zvonovité, ale i zploštělé (nahoře jen mírně vypuklé a dole jen málo vyduté). Ústa jsou umístěna v spodní části. Na okraji disku jsou smyslové orgány a chapadla.
Oblast výskytu: Především teplé vody v různých částech světa. Většina jich žije na hladině, kde jejich žahnutí může způsobit popáleniny, někdy i smrt.
Zdroj bioluminiscence: Chemická reakce v chapadlech medúzy žijící v pásmu temnoty, kde umí předvést velké ohňostroje. Stává se tak v případě, že se jich dotkne dravec, takže je to vlastně poplašné zařízení. Světelné vlny se přelévají až do špiček chapadel. Kulatá červená medúza Attola se rozzáří jako tzv. Kateřinino kolo.
Medúza Colobanema po napadení predátorem nejenže rozsvítí celé tělo, ale také divoce bliká žahavými chapadly. Tím k místu přiláká pozornost jiných dravců, kteří často napadnou původního útočníka. Medúza využije zmatku a pokusí se o útěk. Ne vždy se jí to však povede – podle tzv. teorie minového pole.
21. STOLETÍ vypátralo: Medúza Aeguorea jako „reaktivní zvon“ vyzařuje svoje bleděmodré světlo zásluhou zvláštní bílkoviny ekvarinu – bez pomoci fermentů.
Hlavonožci (Cephalopoda)
Charakteristika: Hlubokomořští hlavonožci – sépie, olihně, krakatice a chobotnice mají hbitá pružná těla. Nyní výzkumníci tyto dravce objevili i v hloubce 5000 m. Krakatice obrovská může měřit i přes 15 metrů (s chapadly) při hmotností více jak tunu. Typickými znaky jsou chapadla a dokonalé oči, někdy velké jako talíře.
Oblasti výskytu: Různá místa (včetně chladných vod u Antarktidy).
Zdroj biolumuniscence: Převažuje chemoluminiscence. Např. vampýrovka hlubinná: (Vampyroteuthis infernalis) je přechodem od chobotnic ke krakaticím. Celé osmiramenné tělo (velké jako fotbalový míč) pokrývají světelné orgány – fotofory.
21. STOLETÍ aktualizuje: Experti očekávají další objevy těchto hlubokomořských monster. Zatímco roku 2001 znali 786 druhů, nyní jejich počet odhadují až na 1200 druhů.
Problémem je, že po vytažení z hlubin na vzduch by se tělo rychle rozložilo.
Co nám může svítit pod nohama a nad hlavou?
Nejvíce světélkujících organismů přebývá ve vodním prostředí. A kde žijí ostatní? Na to bychom se mohli ptát zejména hmyzu.
Jsou to především rozmanití brouci z čeledi světlušek (Lampyriade) a jihoameričtí velcí kovaříci (Pyrophorus noctilucus). Jejich svítivé orgány mají dvě základní vrstvy – horní fotogenní (průsvitnou) a spodní odraznou. Do orgánů ústí mj. četné nervová zakončení.
Tropické (často i subtropické) oblasti jsou rejdištěm světélkujících červů (dosti objemných) a zvláštních much. Někteří badatelé zařazují mezi světélkující i čeleď svítivek (Fulgoriadae) Reprezentanti: Svítilky pravé, mezi kterými dominuje svítilka čínská (Fulgora candellariua F) a svítilka surinamská (Fulgora laternaria L.) Mnoho rozmanitých svítilek žije i v jižní Americe, zejména na vlhčích místech.
Lidé se musí učit
Pro bioluminiscenci je charakteristické tzv. studené (chladné) světlo, které nehřeje. (Studené světlo, ovšem jiného původu, předvádí klasický budík, jehož ciferník a ručičky světélkují.)
Ve větší míře ho odborníci vyrobili teprve v 80. létech 20. století. Důkazem jsou např. svítící tyčinky (Light-Stick), kterými si můžeme svítit např. ve stanu.
Jeden živočich se prý ozval, miliony neznámých dál čekají
Není divu, že při zmíněném projektu „Oko v moři“ výzkumníci využívají moderní zařízení se sestavou diodových světel, která mohou rozsvěcet v různé sestavě a v různém rytmu. Tak se metodou pokusu a omylu snaží napodobit světelnou komunikaci podmořských organismů. Tým americké bioložky Edith Widerové nedávno ohlásil, že jim už v přítomnosti kamer odpověděl světelnými signály vodní živočich – zatím však neupřesněný.
Je to však opravdu jen ona pověstná kapička v moři – tentokrát nikoli vůbec přeneseně. Vždyť podle nejnovějších vědeckých odhadů v mořských hlubinách ještě čeká na objevení sto milionů druhů živočichů! Jiní badatelé o této cifře sice diskutují, ale připouštějí, že neznají nejméně milion mořských tvorů.
Dodejme, že zatím bylo určeno jen 230 000 mořských živočišných druhů, zatímco na souši se jedná cca o 1 500 000 živočichů. A mnozí z nich jistě budou zářivě světélkovat – ovládat bioluminiscenci.
Více se dozvíte:
A.Byatt, A. Fothergill, M. Hoplmes: Modrá planeta, Euromedia Group, 2002
1000 divů přírody, Reader’s Digest Výběr, 2001
http://cs.wikipedia.org/wiki/http:
Svítící biosvět má svoji rovnici
Jako bioluminiscence (živočišné světélkování) se označuje tvorba světla živými organismy (i určitými druhy bakterií a hub). Vzniká oxidací (spalováním) látky zvané luciferin (což jsou nejčastěji alkoholy) za přítomnosti katalytického enzymu luciferázy. Při této reakci (chemoluminiscence) se vyzařuje až 96 % světla (desetkrát více než u kvalitní výbojky) a jen 4 % tepla.
Badatelé dlouho zkoumali, zda ve všech světélkujících organismech musí být vždy luciferin i luciferázu. Nové poznatky ukazují, že nikoli! Mnohým organismům postačí pouze jedna z těchto látek. Existuje rovnice: Luciferin + kyslík = oxyluciferin + světlo.
Čemu slouží bioluminiscence?
Poznatky získané i díky kvantové fyzice ukázaly následující hlavní úkoly bioluminiscence:
1.Dorozumívání
2.Přilákání sexuálního partnera
3.Lákání kořisti:
4.Osvětlení možného úlovku
5. Vyvolání poplachu
6. Obrana respektive zmatení nepřítele
Znají víc barev než duha
Nejnovější poznatky, zejména z výzkumu prostor u dna oceánů, dokazují, že se zde vyskytuje rozmanité světelné spektrum.
Převažující barvy: V hlubokých vodách u bioluminiscence převažuje modrá nebo zelená.
Důvod: Tyto vlnové délky pronikají vodou nejlépe a většina hlubokomořských živočichů má oči na ně citlivé. To však neplatí o barvě červené, kterou využívají k osvětlení kořisti někteří vodní predátoři. Např. světlonoš dlouhovousý svoje světlo v červeném spektru vidí, zatímco jeho kořist nikoli. Připomíná to přístroje na noční vidění.
Zajímavost: Vědci dosud neobjasnili následující záhadu: Přestože luciferin vždy vytváří modré světlo, které dobře proniká vodou, někteří vodní tvorové vydávají světlo žluté, zelené, někdy i červené! To se netýká pouze vodního prostředí. Např. velké tropické světlušky září pestrými barvami, takže to v noci vypadá, jakoby do teplé noci všude blikaly pestrobarevné neony.
Čímpak si posvítí?
Světélkující orgány suchozemských živočichů převážně vypadají jako bledé skvrny symetricky uložené na různých částech těla. (Např. u světluškovitých, které představují asi 2000 různých druhů, je to na břišních článcích některých brouků, u kovaříka na straně hrudi.).
Většinou se skládají ze tří částí: průhledného chitinového obalu, světlotvorné vrstvy bohatě opletené vzdušnicemi a pod ní ležící odrazové vrstvy. Světlo, které vydává hmyz, neobsahuje infračervené ani ultrafialové paprsky.
Vodní živočichové ovládají míšení luciferinu a luciferázy ve svítících buňkách zvaných fotofory. Tyto světelné buňky někdy mají čočky využívané jako reflektory usměrňující světlo. Jindy působí jako filtry, které směrují a usměrňují světlo, ale také v případě potřeby (např. při úkrytu před útočníkem) svítící orgán zakrývají. Fotofory se střídavě vypínají či zapínají, některé druhy (zejména větší) je však nechávají zářit bez přestávky.
