Вокруг Света 2004 № 06 (2765) - [2]
Зачем же нужна люминесценция живым существам? В большинстве случаев ответ на этот вопрос вполне очевиден. В глубинах Мирового океана, куда не проникают солнечные лучи и царит вечный мрак, нет фотосинтезирующих растений, а значит, мало пищи. Способность к люминесценции оказывается здесь как нельзя более кстати, ведь огонек, сияющий в морской бездне, привлекает и дезориентирует мелкую живность точно так же, как свет лампы – ночных бабочек. Поэтому и светятся медлительные медузы, оболочники, мелкие ракообразные и вовсе неподвижные мягкие кораллы, морские перья. А активные хищники стараются превзойти друг друга в оригинальности конструкции светящихся приманок.
У рыб, представителей семейства глубоководных удильщиков, видоизмененный первый луч спинного плавника смещен к переднему концу тела, превратившись в «удилище» (илиций), оканчивающееся кожистым мешочком (эской), заполненным светящейся слизью. У одних удильщиков илиции короткие, у других – похожи на гибкий бич, многократно превышающий длину тела. У удильщика лазиогната илиций напоминает телескопическую удочку, и рыба может изменять его длину, подманивая жертву все ближе к усеянной загнутыми зубами огромной пасти, а у удильщика галатеатаумы светящаяся приманка расположена прямо во рту. Удильщики могут искусно манипулировать интенсивностью свечения эски, сужая или расширяя кровеносные сосуды, снабжающие этот орган кислородом. У рыб-топориков светящиеся органы, фотофоры, разбросаны по всему телу, а два самых крупных из них, подковообразных, располагаются под глазами, освещая пространство на полметра вперед, что позволяет не только приманивать добычу, но и эффективно преследовать ее. При необходимости рыбы способны гасить свет этих мощных фар, надвигая на них специальную заслонку.
Но, пожалуй, наибольшего совершенства светящиеся органы достигли у глубоководных кальмаров, превратившись в осветительные приборы весьма сложной конструкции. Светящиеся клетки фотофора заполняют бокалообразное углубление, выстланное серебристой светоотражающей тканью и прикрытое сверху прозрачной линзой, фокусирующей световые лучи. Бокал окружен слоем заполненных черным пигментом клеток-хроматофоров, предохраняющих внутренние ткани животного от светового раздражения и играющих роль диафрагмы: если надо притушить или выключить свечение, хроматофоры мгновенно расширяются и закрывают линзу светонепроницаемой пленкой. У глубоководных кальмаров таксеум и батотаум фотофорами снабжены сидящие на подвижных стебельках глаза, а у кальмара каллитевтиса их устройство дополнено особым «зеркальцем», расположенным под углом к пучку исходящего света. Поворачивая «зеркальце», животное может менять направление светового луча. Кроме того, светящиеся органы кальмаров нередко снабжены фотофильтрами из клеток, содержащих желтые и красные пигменты. Фотофоры, искрящиеся всеми цветами радуги, усеивают тела головоногих моллюсков наподобие изысканных украшений из драгоценных камней, превращая этих странных созданий в одно из самых чудесных творений природы.
Биолюминесценция является и действенным средством защиты. Неожиданной яркой световой вспышкой можно напугать врага или отвлечь его внимание. У крохотной тихоокеанской двурогой каракатицы чочин-ика особый пузырек со светящейся жидкостью служит для привлечения добычи, но, подвергшись нападению, каракатица опорожняет его содержимое в воду и спасается бегством, оставляя на растерзание врагу медленно расплывающийся в воде светящийся фантом. К подобной же уловке прибегает в случае опасности и средиземноморский кальмар гетеротевтис. А некоторые многощетинковые черви оставляют в зубах хищника ярко светящийся задний конец, который со временем могут отрастить вновь.
Не менее важна роль биолюминесценции в поддержании связей между представителями одного вида.
Несколько видов мелких рыбешек, относящихся к семейству светящихся анчоусов, образуют огромные смешанные стаи, но безошибочно распознают в них представителей своего вида благодаря различию в расположении и ритме свечения огненных точек, усеивающих поверхность их тела. В этом случае свет великолепно заменяет яркую окраску покровов, неразличимую в темноте.
Весьма примечательно, что далеко не все животные, нашедшие биолюминесценции столь разнообразное применение, обладают способностью самостоятельно продуцировать светогенные вещества. Например, свечение каракатиц, оболочников, а также многих видов рыб происходит за счет люминесцирующих бактерий-симбионтов, содержащихся в специализированных тканях органов свечения, где они находят для себя особо благоприятные условия существования. Каждое новое поколение таких животных получает по наследству от материнских особей и порцию светящихся бактерий.
Возникает законный вопрос: а зачем в предельно рационально устроенном мире живой природы, где практически каждый признак проходит через жесткий контроль естественного отбора, нужна способность к свечению самим бактериям или, к примеру, нитям грибницы? Эта кажущаяся несообразность навела ученых на мысль, что биолюминесценция изначально возникла в природе как побочный результат каких-то действительно жизненно необходимых биохимических или физиологических процессов, протекающих в клетках и тканях. Согласно одной из гипотез, биолюминесценция, то есть выброс энергии в виде фотонов света, является простейшим способом защиты клеточных структур от избытка энергии, образующейся при окислении липидов. В клетках современных организмов этот процесс протекает многоступенчато, энергия высвобождается постепенно и запасается впрок в виде энергии фосфатных связей. Возможно, что на заре эволюции в примитивно устроенных клетках первых обитателей планеты такой защитный механизм еще отсутствовал и свечение служило своего рода предохранительным клапаном, сохранившимся до наших дней в виде атавистического, но не всегда бесполезного признака.
