Благодаря изучению морских глубин, ученые смогли познакомиться с уникальными глубоководными существами, обладающими феноменальными способностями. К их числу, например, можно отнести рыб – удильщиков. Жизнь в полной темноте наложила на них свой отпечаток. На теле этих рыб имеется отросток, на конце которого находится колба, заполненная биолюминисцентными бактериями. Они то, как раз, и светятся.
Но, как оказалось, светиться могут и другие рыбы, живущие на больших глубинах. Этот эффект получил название биофлюоресценции. К числу таких морских обитателей можно отнести: ската, мурену, морскую иглу, рыбу – камень, рыбу – хирург и целый ряд других. Свечение их тел имеет несколько иную природу. Оно обусловлено особой структурой их кожного покрова. Под воздействием световых лучей, относящихся к синему световому спектру, их тела начинают светиться, приобретая неоновый, красный, желтый, оранжевый и иные световые оттенки. Это явление ученые и называют биофлюоресценцией.
Основное его отличие от биолюминисценции состоит в том, что здесь отсутствуют химические реакции, вызывающие свечение. Эффект свечения, в данном случае, имеет несколько иную природу. В данном случае тела живых организмов поглощают синие световые лучи, трансформируют их в лучи иного спектра, и излучают в окружающее пространство.
За этот процесс отвечают флюоресцентные молекулы, расположенные в кожном покрове живых существ. Именно они, как раз, и поглощают лучи синего светового спектра. При столкновении световых фотонов с этими молекулами, происходит их возбуждение, сопровождающееся выделением большого количества энергии, которую накапливают электроны флюоресцентных молекул. В таком состоянии они долго находиться не могут, и будут стараться избавиться от избыточной энергии, чтобы перейти в нормальное состояние. Это, в конечном итоге, и происходит. Энергия высвобождается, и в виде световых фотонов уходит в окружающее пространство, вызывая свечение, но уже совершенно иного светового спектра. В зависимости от энергетического уровня излучаемых фотонов, тело живого существа будет приобретать различные цветовые оттенки.
Получается, что живущие в океане рыбы, обладающие эффектом биофлюоресценции, поглощают световые лучи синего спектра. Возникает вполне логичный вопрос, почему только синего? Все дело в том, что световые лучи красного и инфракрасного спектра поглощаются верхними слоями воды, поэтому на глубину проникают, в основном, лучи синего и зеленого спектров. Ученые выяснили, что на глубине более 100 метров присутствуют только синие световые лучи, которые и поглощаются телами глубоководных рыб.
Природа щедра. Одним дает красоту и грацию, другим - ум и хитрость, третьим - яд и грозный вид. Несчастным и безобразным, обитающим в глубокой тьме, тоже кое-что достается.
Биолюминесце́нция - способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов. Название происходит от др.-греч. βίος , «жизнь» и лат. lumen - «свет». Свет создаётся у более высокоразвитых организмов в специальных светящихся органах (например, в фотофорах рыб), у одноклеточных эукариот - в особых органоидах, а у бактерий - в цитоплазме. Биолюминесценция основывается на химических процессах, при которых освобождающаяся энергия выделяется в форме света. Таким образом, биолюминесценция является особой формой хемилюминесценции. Википедия
Рыба-топорик Sternoptychidae
Брюшко этой небольшой тропической рыбки, живущей на глубине от 200 до 2000 м, оснащено фотофорами, продуцирующими зеленое излучение. Люминесценция маскирует силуэт топорика: на фоне контрового света сверху (с поверхности океана) рыбка становится почти незаметна хищникам, обитающим ниже.
2. Светящиеся личинки Arachnocampa luminosa
Потолок новозеландской пещеры Вайтомо напоминает звездное небо. Так сверкают личинки местного грибного комарика. Они ткут шелковые гнезда, спускают вниз множество нитей с липкой жидкостью и своим сиянием завлекают добычу - мошек, улиток и даже собственных взрослых родственников.
3. Ночесветка Noctiluca scintillans
Таинственное свечение моря, веками завораживающее мореплавателей и рыбаков в разных местах земного шара, вызывают одноклеточные организмы, динофлагелляты, образующие скопления в поверхностных водах. Испускаемые ими импульсы света, возможно, являются сигналом тревоги.
4. Светящиеся грибы Mycena lux-coeli
Известно свыше 70 видов люминесцентных грибов. Более 40 из них принадлежат к роду мицена. Размер японских грибов mycena lux-coeli, растущих на упавших деревьях, всего 1–2 см в диаметре, но их свечение видно в темноте на расстоянии 50 метров. Предположительно, так грибы привлекают насекомых, которые переносят споры.
5. Адский вампир Vampyroteuthis infernalis
Головоногий моллюск, единственный современный представитель отряда вампироморфов, живет на глубине 400–1000 метров, в зоне кислородного минимума. Все его тело покрыто фотофорами, активность которых вампир хорошо контролирует: может управлять длительностью и интенсивностью вспышек. Вместо чернил в случае опасности испускает облако сверкающей слизи.
6. Скорпионы Scorpiones
Ручная UV-лампа давно используется для ночных полевых съемок этих животных. Скорпионы не обладают способностью к биолюминесценции, но в их экзоскелете содержатся флуоресцентные вещества, активизирующиеся под воздействием ультрафиолетовых волн определенной длины.
7. Светляки Lampyridae
Насчитывается около 2000 видов жуков этого семейства. Все они обладают органами свечения разных типов. Самый распространенный - лантерна, располагающаяся на концевых сегментах брюшка. Световые сигналы разной интенсивности и длительности являются средством коммуникации между самками и самцами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Преснякова Татьяна
Из этой работы я узнала много нового о светящихся животных:
1.Обитают светящиеся животные в океанах и в морях.
2.Эти животные светятся на большой глубине, потому что туда не поступает солнечный свет.
3. Этим животным нужен живой свет для того чтобы привлечь особей противоположного пола, отвлекать противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд.
Работая с материалом я узнала много нового.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Министерство образования Саратовской области
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Лицей № 37»
Фрунзенского района города Саратова
Творческая работа на тему:
«Светящиеся животные»
Выполняла
ученица 9 «А» класса
Преснякова Татьяна Александровна
Преподаватель
Сарсенгалиева Н.Ж
Саратов 2012
1. Введение.
2. Для чего организмам живой свет.
3. Светящиеся животные.
4. Заключение
5.Список литературы
1.Введение:
Иногда ночью в лесу вам встретится странное явление. В знакомом месте, на исхоженной днем лесной тропинке неожиданно замерцает бледный голубоватый свет. Оказывается, это светятся пень и разбросанные вокруг него гнилушки. Осмотрев пень и гнилушки, вы обнаружите, что они пронизаны белыми нитями - грибницей опенка. Она-то (грибница) и светится ночью. Светиться могут также мясо и рыба, лежащие в темной кладовой. Летним вечером на берегу Черного моря среди скатанной волнами крупной гальки бывают видны продолговатые светящиеся предметы. Оказывается, светятся выброшенные морем полувысохшие рыбки - хамса или атеринка. И на мясе и на мертвой рыбе поселяются светящиеся бактерии, они-то и вызывают их свечение.
Во многих местах нашей страны - в средней полосе и на юге, в Приморье и на Сахалине - водятся светящиеся насекомые - светлячки. Они ползают и летают ночью среди кустов и деревьев, вспыхивая как маленькие огоньки. Однако большинство светящихся насекомых живут в тропиках. Особенно известны своим ярким свечением три рода жуков-щелкунов - пирофорусов, обитающих в Центральной и Южной Америке. Кубинские девушки украшали пирофорусами свои волосы. Но живые «драгоценности» сверкают в волосах девушек только ночью. Менее известны жуки фотофорусы с островов Новые Гебриды и Фиджи и чилийский кампилоксенус. У всех этих жуков светятся не только взрослые особи, но и личинки, яйца.
Интересное свечение бывает на море. За кормой лодки в штилевую погоду после заката солнца иногда тянется на 5-6 м светящийся след, а капли воды, падающие с весел, кажутся голубыми искрами. Это светятся мельчайшие простейшие организмы, размножившиеся в громадном количестве в поверхностном слое морской воды. В отдельности эти крошечные существа едва различимы, а когда их много, они производят впечатление единой светящейся массы или светящихся пятен, если скопления эти разбросаны. «А океан... кипит и сверкает,- писал И. А. Гончаров в путевых очерках «Фрегат «Паллада». - Под кораблем разверзается пучина пламени, с шумом вырываются потоки золота, серебра и раскаленных углей».
Свечение моря приносит иногда немалую пользу. Рыбакам оно показывает косяки рыбы, а моряки замечают по усиливающемуся свечению моря подводную опасность - скалу, риф, отмель. В военное время свечение моря выдавало торпеду или подводную лодку. Но не раз бывало во время войны и так, что корабли из-за свечения моря не могли развивать полный ход. Быстро идущий корабль сильно будоражит воду, это вызывает заметное свечение вокруг него, и особенно следа корабля. Демаскируемое све-"чением судно вынуждено замедлить ход, чтобы не быть замеченным противником.
Среди морских животных есть немало светящихся. В заливе Посьета на Дальнем Востоке в конце лета бывают видны ночью голубоватые вспышки. Группа эта очень древняя, и о ней узнали, лишь когда стали изучать глубоководную фауну. Сейчас советскими морскими экспедициями собраны десятки видов этих своеобразных животных. Очевидно, и погонофоры в древние геологические эпохи заселяли мелкие моря, потом они там вымерли и сохранились только в глубинах океана.
Глубоководная фауна формировалась, очевидно, в зоне холодных и умеренных морей, где животные, погружаясь в глубину, не встречали значительных изменений температуры. Часть глубоководной фауны могла возникнуть и в тропической зоне океана.
Очень интересны и разнообразны приспособления у глубоководных животных для существования в океанических глубинах. Здесь много хищных рыб - их внешний вид наглядно говорит об образе жизни. У них громадные пасти с длинными загнутыми назад острыми зубами; кажется, что все животное состоит из одной пасти. Туловище же обычно непропорционально тонкое, иногда короткое.
Какова жизнь в темных, лишенных света глубинах океана? Чем глубже проникает в море дневной свет, тем быстрее он слабеет. Путешественник в глубины океана В. Биб пишет, что у воды в верхних 50 м зеленая окраска, на глубине 60 м - зеленовато-синяя или сине-зеленая, на 180 м у нее ясный синий цвет, на 300 м - слабый черновато-синий. Еще на глубине 580 м Биб улавливал последние следы света. Различными приборами с фотографическими пластинками, а еще точнее с помощью фотоэлектронных камер обнаружено, что свет проникает в толщу океана до глубины 1500 м. Глубже уже никакие приборы его не улавливают. Но животные обитают и глубже 1500 м. Они существуют здесь в полном мраке, в котором лишь кое-где теплятся призрачные огни холодного «живого света». Даже на самой большой глубине - около 11 тыс. м - можно найти животных. На этой глубине они испытывают чудовищное давление. Морской черт – увы, не светится.
Океаническую среду называют царством однообразия. Это в наибольшей степени справедливо по отношению к глубинам океана. Здесь в воде почти нет колебаний температуры и солености. В глубинах океана и на его дне жизнь по сравнению с прибрежными районами в тысячи и десятки тысяч раз беднее. У побережий количество донных животных нередко выражается сотнями граммов или даже несколькими килограммами на квадратный метр морского дна. А в глубинах океана это количество иногда равно лишь нескольким миллиграммам на такую же площадь дна. Плотность планктона в прибрежных водах достигает сотен, иногда тысяч миллиграммов на 1 м 3 , а в глубинах она ограничивается миллиграммами или даже долями миллиграмма. Это объясняется в первую очередь обилием пищи у побережий и недостатком ее в океанских глубинах. .
Население поверхностных зон Мирового океана насчитывает около 170 тыс. видов разных животных, главным образом простейших, губок, кишечнополостных, червей, членистоногих, иглокожих, рыб и млекопитающих. Чем глубже, тем меньше видов, а на самых больших глубинах океана обитают всего лишь немногие сотни или даже десятки видов. Там преобладают корненожки фораминиферы, губки, кишечнополостные, черви, ракообразные и иглокожие. Глубоководные рыбы обитают на несколько меньших глубинах.
В наше время изучение жизни морских глубин достигло значительных успехов. Большая заслуга в этом принадлежит советским научным экспедициям, проводящим свои исследования в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.
Глубоководная фауна создавалась постепенно, начиная с древнейших геологических эпох. Продолжает она создаваться и теперь. Поэтому в ее составе есть и очень древние формы, и еще совсем молодые. Замечательную находку сделала датская глубоководная экспедиция, плававшая на судне «Галатея». В Тихом океане к западу от Мексиканского побережья с глубины 3,5 км был выловлен удивительный моллюск неопилина. Это представитель особого класса, который был широко распространен в мелководных морях сотни миллионов лет назад - в древнейшие геологические эпохи. Очевидно, за длительные геологические периоды условия жизни в океанических глубинах почти не изменились, чего, конечно, не могло быть в поверхностных слоях океана.
В глубинах дальневосточных морей и в глубоководных впадинах Тихого океана обитает группа морских беспозвоночных животных, близкая к позвоночным,- погонофоры.
В воде на искрящемся фоне вдруг вспыхивает что-то величиной с ладонь, а позади протянется, как по линейке, узкий светящийся след. Это светится слизь, которую выпускает, уходя от врагов, маленькая мелководная каракатица сепиола. На юге Индии рыбаки ночью ловят в прибрежных лагунах светящуюся рыбу величиной с нашего карася - лейогната, интересную тем, что она не только светится, но и издает звуки. В Индонезии по ночам мерцают у берегов небольшие рыбки фотоблефарон и аномалопс. Вырезанные у них светящиеся органы не гаснут несколько часов. Рыбаки наживляют свои удочки этими фонариками.
Цель работы:
Я заинтересовалась этой темой и мне хотелось узнать:
1.Где обитают светящиеся животные
2.Почему они светятся
3.Зачем организмам живой свет
С этой работой я постараюсь раскрыть все поставленные задачи пред мною.
2.Для чего организмам живой свет?
Ничто в природе не происходит небеспричинно. Так и свечение вызвано биологическим приспособлением организмов к среде обитания, развившимся в процессе длительной эволюции.
У глубоководных рыб люминесценция служит главным образом для освещения и приманки добычи. Яркость дневного освещения поверхности моря убывает с глубиной в среднем в 10 раз на каждые 50 метров. При этом толща морской воды подобна фильтру, пропускающему только зеленые и синие лучи. Еще недавно полагали, что в четырехстах метрах от поверхности моря господствует полный мрак. Но позднее точные измерения показали, что это не так. Ученые выяснили, что свет на больших глубинах вызван... светящимися мелкими и крупными организмами. Начиная с глубины 200 метров уже появляются отдельные вспышки света; на глубине 300 метров они становятся непрерывными, и дальнейшего ослабления освещенности уже не наблюдается, так как биологическая люминесценция становится сильнее, чем сила света, проникающего на эту глубину с поверхности. Отдельные вспышки света по своей интенсивности превышали при ночных измерениях общую освещенность в 200 раз, иногда даже в 1000 раз. Весьма возможно, что самые сильные вспышки случались при соприкосновении прибора фотометра со светящейся рыбой или иным светящимся организмом...
«Живая» иллюминация глубоководных рыб многообразна: у одних светится вся поверхность тела; у других - фотофоры - скопления светящихся клеток, расположенных по сторонам тела, на голове или хвосте. А существуют и подводные красавицы - сказочные морские царевны, одетые природой в фантастические наряды, мерцающие, как звездное небо.
Ученые полагают, что биолюминесценция достаточна для ориентировки в окружающей среде многих глубоководных организмов. Например, большие глаза рыбы диодон, приспособленные к слабой освещенности океанских глубин, обладают светосилой 1:2. Но ведь это не уступает оптике хороших современных фотоаппаратов!
Всемогуществу эволюции живой природы порой могут позавидовать инженеры-конструкторы лучших оптических, звуковых и электронных приборов и аппаратов. Например, если люминесценция служит для освещения среды, то стенки живого органа обложены рядом клеток, выполняющих роль рефлектора. Другие клетки, закрывающие орган, можно сравнить с линзой. Над нею у некоторых организмов расположен слой цветных клеток, служащих светофильтром. Замечательно, что многие рыбы в зависимости от обстановки способны зажигать или гасить природную «иллюминацию». Поэтому в процессе эволюции развились приспособления, позволяющие «живыми» затворами открывать или закрывать светильник.
Другой формой приспособления животных к окружающей среде в борьбе за существование является выбрасывание в случае опасности наружу светящейся жидкости или «облака». Кроме таких отпугивающих, ослепляющих световых завес существуют и маскировочные «химические завесы», уничтожающие и заглушающие запахи обороняющегося или нападающего животного.
Особенно интересны светящиеся органы головоногих моллюсков - спрутов (осьминогов) и кальмаров. Правда, в романах В. Гюго и Жюля Верна эти животные иногда спутаны и размеры их несколько преувеличены. Но в южной части Тихого океана действительно иногда встречаются огромные кальмары, достигающие пятнадцати – двадцати метров в длину (размах щупалец) и весящие несколько тонн. Такие исполины порой вступают в страшные смертельные битвы с кашалотами на глубинах до тысячи метров и более. Неудивительно, что у головоногих развились многие уникальные органы и функции: у них три сердца и голубая кровь; они обладают способностью изменять для маскировки окраску своего тела. Поэтому их и называют «хамелеонами моря».
Но самое интересное для нас - свечение моллюсков.
Даже маленький кальмар-светлячок ватазения из залива Тояма в Японском море в пору своего множения встречается у поверхности массами, ярко люминесцируя от толчков друг о друга. Свечение возникает в результате механического раздражения - движения воды, трения о пузырьки воздуха и прикосновения к другим организмам. Голова, мантия и наружная поверхностьдвух брюшных пар щупалец усеяны многочисленными маленькими жемчужинками - фотофорами . Пять таких же, но более ярких фотофоров окаймляют каждый глаз. А три больших и наиболее ярких фотофора сидят на концах брюшных щупалец. Свет одной ватазении освещает в воде зону диаметром 25-30 сантиметров. А ведь их скапливается в заливе несметное множество!
Заметим, что свечение этих кальмаров, так же, как и люминесценция многих червей и насекомых, выполняет роль привлечения особей другого пола. Поэтому свечение самок и самцов различное.
Еще сложнее и более совершенно свечение глубоководных кальмаров. Н. И. Тарасов так описывает это явление: «Центральные глазные органы кальмара ликотейтис диадема из Индийского океана с глубины3000 метров - светятся ультрамариново-синим, боковые - жемчужно-белым, серединные брюшные небесно-голубым, а передние - рубиново-красным цветом». Как не сказать, что это реальное чудо-животное превосходит холодным светом даже фантастическую жар-птицу!.. А светящиеся органы глубоководных кальмаров прожекторного типа допускают выход света только в одном нужном направлении, содержат «живые» рефлекторы, линзы (иногда двойные!), «зеркало». А у кальмара ликотейтис обнаружена даже окраска «линз». Есть о чем подумать конструкторам-бионикам!
Столь же совершенны и светопроизводящие железы глубоководных спрутов и кальмаров. Осьминоги, живущие у поверхности, в случае опасности выбрасывают облако «чернильной» жидкости, а глубоководные извергают светящееся облако. То же происходит и у кальмаров. Это понятно: ведь во тьме глубин, несмотря на люминесценцию многих организмов, «чернила» для постановки «дымовых маскировочных завес» окажутся бесполезны. Поэтому чернильная железа в процессе длительной эволюции преобразовалась в орган, вырабатывающий особую слизь, которая выбрасывается в качестве световой завесы.
К сожалению, размеры очерка не позволяют рассказать о других светящихся животных и растениях, подробнее познакомить читателя с явлением люминесценции в природе. Нерешенных проблем в этой области еще много. Надеемся, что знакомство юных читателей с нашим рассказом побудит многих избрать в будущем увлекательную профессию биологов и гидробиологов, зоологов и ботаников. Не раскрытых наукой загадок и тайн хватит на всех!
Ученые обнаружили 7 новых видов глубоководных червей в Тихом океане. Черви из нового рода Swima достигают в длину всего 10 см. Лишенные глаз они имеют похожие на лопатки щетинки, благодаря которым они могут плавать вперед и назад.
Но это не главная их особенность. Червей отличает наличие небольших светящихся зеленоватым светом образований, напоминающих по форме капли. Эти образования могут отбрасываться, отвлекая противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд, что дает червям возможность скрыться. Наблюдения проводились специалистами на глубине 2 тыс. – 3 тыс. м возле побережья Мексики, Калифорнии и Филиппин.
По словам ученых, найденные экземпляры больше похожи на червей, живущих в отложениях на дне океана, чем на других плавающих червей, сообщает New York Times.
3.Светящиеся животные
Светящиеся животные - встречаются во многих группах и почти во всех типах животного царства. Надо при этом заметить, однако, что в некоторых случаях свечение животного могло быть явлением патологическим, обусловленным присутствием С. бактерий в теле животного.
«Океан «кипит» и сверкает пуще звезд. Под кораблем разверзается пучина пламени, с шумом вырываются потоки золота, серебра и раскаленных углей... Наступает за знойным днем душно сладкая долгая ночь с мерцаньем в небесах, с огненным потоком под ногами, с трепетом неги в воздухе», - поэтично описал ночное свечение Атлантического океана в тропиках И. А. Гончаров в 1853 году, во время кругосветного путешествия на фрегате «Паллада». Свечение наблюдается н в Северном Ледовитом океане. Академик П. П. Ширшов, океанолог и гидробиолог, во время зимовки на «Челюскине» в 1933/34 году наблюдал искрящееся свечение в Арктике. Советский полярный исследователь К. С. Бадигин, командовавший ледокольным пароходом «Георгий Седов» во время знаменитого дрейфа, записал 9 января 1940 года: «Когда вода сбегает, на льду остается зеленоватое свечение. С большим волнением слежу я за ним… Грозное и, вместе с тем, прекрасное, ни с чем не сравнимое зрелище…»
Но что порождает это феерическое явление?
Свечение моря волновало людей с незапамятных времен, вызывая не только изумление и восхищение, но и суеверный страх. Отсутствие научных знаний невольно приводило к фантастическим объяснениям, находившим воплощение в мифах, легендах и сказках.
Даже в эпоху возрождения свечение моря воспринималось как чудо. Сохранилось описание загадочных огоньков в море, виденных Х. Колумбом в ночь на 12 октября 1492 года, когда корабль «Санта Мария» приблизился к островам «Вест-Индии». Корабль в то время находился недалеко от острова Ватлинг, места первой высадки Колумба. Но в конце ХV века он, естественно, разгадать природу огоньков не мог...
А вот основоположник учения об эволюции живой природы Ч. Дарвин в своем «Путешествии на корабле «Бигл» уже описал не только свечение моря, но и свечение гидроида - одного из низших беспозвоночных животных, добытого в море у Огненной Земли: «Я держал в сосуде с соленой водой большой пучок этих зоофитов… Когда я натирал в темноте какую-нибудь часть ветки, то все животное начинало сильно фосфоресцировать зеленым светом; ничего красивее в этом роде я, кажется, и не видывал. Самым же замечательным было то, что искры света поднимались вверх по веткам, от их основания к концам».
Мы все ближе приближаемся к разгадке тайны... Спустя двадцать лет И. А. Гончаров, находясь на борту фрегата «Паллада», описывает скопление в западной части Тихого океана простейших одноклеточных организмов рода ночесветок, вида ноктилюка многотысячная. Эти крохотные существа размером от 0,2 до 2 мм широко распространены почти по всему Мировому океану.
Ночесветка встречается и в Черном море. Океанолог академик Л. А. Зенкевич и гидробиолог Н. И. Тарасов видели свечение многих тысяч ночесветок в Одесском заливе и в Севастопольской бухте даже днем!
А вот в Балтийском море ночесветка не заходит восточнее 10 гр. восточной долготы.
Вообще, перидинеи, к которым относится и отряд ночесветковых, - это основной источник наиболее распространенного искрящегося свечения моря в прибрежных водах. Вокруг каждого светящегося организма свет рассеивается, и образуется световое пятнышко. Если таких светящихся планктонных организмов много, то пятнышки сливаются в сплошную световую пелену. Свечение моря усиливается в пенистой кильватерной струе за кораблем.
Кроме искрящегося наблюдается и вспышковое свечение. Вспышки вызываются активно движущимися макроскопическими животными и особенно крупными представителями планктона - медузами и другими организмами.
Свечение может охватить одн6временно значительные пространства моря в десятки и сотни квадратных километров или, напротив, образовывать четко ограниченные небольшие участки в форме пятен или полос, напоминающих «ветряные мельницы».
Ночные феерии
Еще в XVIII веке М. В. Ломоносов писал, что «надо подумать о безвредном свете гниющих деревьев и светящихея червей. Затем надо написать, что свет и теплота не всегда взаимно связаны и поэтому различествуют».
Народы многих стран издавна наблюдали явление «холодного» света в природе. И не только северные (полярные) сияния, но и ночные огоньки насекомых - светляков . Из более чем тысячи видов этих жуков 20 водятся в Советском Союзе. На севере и в средней полосе России обычен светляк, названный народом «иванов червячок». B Японии распространены ракушковые рачки рода ципридина, которых называют «умихотару», - морской светляк , излучающий яркий голубоватый свет.
Самостоятельное «живое» свечение иванова червячка и ципридины нельзя отождествлять с несамостоятельным свечением древесных гнилушек и пней, вызванным грибницей опенка в результате химических процессов при окислении. Другие причины вызывают свечение гнилого мяса и мертвой рыбы, которое описал еще древнегреческий философ Аристотель. Он конечно не подозревал, что свечение возникает от заражения мяса бактериями. Бактериальное свечение мертвой рыбки или рачка заметно в темноте на расстоянии до двадцати метров.
А вот некоторые гусеницы и комары, морские раки и рыбы излучают свет вследствие симбиоза с бактериями. Известно много видов водных и наземных бактерий, испускающих свет в видимой части спектра. Культуры бактерий способны светиться в течение многих лет. Нидерландский ботаник и микробиолог Мартин Бейеринк культивировал одну и ту же линию светящихся бактерий на протяжении четверти века, с1886 по 1911 год. Он же создал одну из первых бактериальных ламп , поместив светящиеся бактерии в стеклянную колбу. Позднее такими лампами в 1935 году был освещен большой зал Парижского Океанологического института. В нашей стране более полувека живет в культурах бактерия, носящая имя советского академика Б. Л. Исаченко, открывшего ее еще в 1911 году. Ценный вклад в изучение светящихся бактерий внесли труды советского физиолога растений и биохимика В. С. Буткевича и микробиолога Н. А. Красильникова.
Но вернемся к «живому» свету ивановых червячков. В 1834 году поэт Петр Ершов на основе народных наблюдений и русского фольклора создал свою знаменитую сказку «Конек-Горбунок». Академик С. И. Вавилов, крупнейший физик- оптик, длительное время возглавлявший Академию наук СССР, метко заметил, что даже образованному поэту середины XIX века «холодное сияние пера жар-птицы казалось несбыточным, сказочным чудом».
Жар-птицу наяву, к сожалению, можно увидеть только на сцене театра или в кино. Но в природе существует множество реальных организмов, излучающих «живой» свет. Однако потребовался труд тысяч ученых - географов, океанологов и гидробиологов, зоологов, ботаников и бактериологов, физиков, химиков н биохимиков - на протяжении более двух столетий, прежде чем была найдена разгадка механизма свечения.
Сегодня известно, что холодное ос свечение некоторых живых организмов - биолюминесценция - возникает в результате биохимических реакций. Наиболее распространенная из них - это окисление в организме кислородом сложного вещества люциферина и передача образовавшейся при этом энергии другому веществу - люциферазе. Она-то и излучает видимый «живой» свет.
4.Заключение.
Из этой работы я узнала много нового о светящихся животных:
1.Обитают светящиеся животные в океанах и в морях.
2.Эти животные светятся на большой глубине, потому что туда не поступает солнечный свет.
3. Этим животным нужен живой свет для того чтобы привлечь особей противоположного пола, отвлекать противника в случае опасности на протяжении нескольких секунд.
Работая с материалом я узнала много нового.
5.Список литературы:
Живой свет в природе. Географический сборник «Глобус»
Борис Юдин
Занимательная биология
Зоология с основами экологии животных
Н.А. Рыков
Удивительное в жизни животных
Под редакцией А.С.Константинова, Н.И.Ларина
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
Фото 10. Светящийся планктон, МальдивыСветящийся 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
Фото 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
Фото 3. Фотография светлячков, сделанная на длинной выдержке
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.
Кому из нас не приходилось любоваться в теплый летний вечер зеленоватыми огоньками жучков-светляков, стрелою рассекающих воздух в различных направлениях? Но многие ли знают, что способностью светиться наделены не только некоторые жучки, но и другие животные, особенно обитатели морей и океанов?
Каждый, кто проводил лето на берегу Черного моря, не раз был свидетелем одного из прекраснейших зрелищ природы.
Надвигается ночь. Море покойно. Мелкая рябь скользит по его поверхности. Вдруг на гребне одной из ближайших волн сверкнула светлая полоска. За ней блеснула другая, третья... Их много. Заискрятся на мгновение и померкнут вместе со сломавшейся волной, чтобы загореться вновь. Стоишь, смотришь, как зачарованный, на миллионы огоньков, заливающих своим светом море, и спрашиваешь - в чем тут дело?
Загадка эта давно уже решена наукой. Оказывается, свет излучают миллиарды микроскопических животных - инфузорий, известных под названием ночесветок. Теплая летняя вода благоприятствует их размножению, и они носятся тогда по морю несметными полчищами. В теле каждой такой ночесветки рассеяны желтоватые шарики, которые и излучают свет.
Но оставим поверхность моря. Погрузимся в его воды. Здесь картина еще великолепнее. Вот плывут то чинною толпою, то в одиночку какие-то странные животные: с виду точно зонты или колокола из плотного студня. Это медузы : большие и малые, темные и светящиеся то голубым, то зеленым, то желтым, то красноватым цветом. Среди этих подвижных разноцветных "фонариков" плывет спокойно, не спеша, медуза-великан, зонт которой имеет в поперечнике шестьдесят - семьдесят сантиметров. Вдали видны излучающие свет рыбы. Стремглав проносится рыба-месяц, словно луна среди других светящихся рыб. У одной из рыб ярко горят глаза, у другой на морде сидит отросток, верхушка которого напоминает зажженную электрическую лампу; у третьей на нижней челюсти болтается длинный шнур с "фонариком" на конце, а некоторые светящиеся рыбы сплошь залиты сиянием благодаря особым органам, расположенным вдоль их тела подобно нанизанным на проволоку электрическим лампочкам.
Спускаемся ниже - туда, куда свет солнца уже не проникает, где, казалась бы, должна быть вечная, непроглядная тьма. И здесь кое-где "горят огни"; и тут мрак ночи прорезывается лучами, исходящими из тела различных светящихся животных.
На морском дне, среди камней и водорослей, копошатся светящиеся черви и моллюски. Их голые тела усеяны блестящими полосками, пятнами или крапинками - точно алмазной пылью; на уступах подводных скал красуются залитые светом морские звезды; тут же шныряет во все концы своей охотничьей территории рак, освещая лежащий перед ним путь огромными, похожими на подзорную трубу глазами.
Но великолепней всех один из головоногих моллюсков: Он весь купается в лучах ярко-синего цвета. Одно мгновение - и свет погас: точно выключили штепсель электрической люстры. Затем свет появляется вновь - сначала слабый, потом все более и более яркий: сейчас он отливает уже пурпуром - красками закатной зари. А там вновь гаснет, чтоб вспыхнуть опять на несколько минут цветом нежной зеленой листвы.
В подводном мире можно увидеть и иные красочные картины
Вспомним хорошо известную всем веточку красного коралла . Эта веточка является жилищем очень простых по организации животных - полипов. Живут полипы обширными колониями, которые похожи на кусты. Полипы строят свое жилище из извести или рогового вещества. Такие жилища называются полипняками, и ветка красного коралла есть частица такого полипняка. Подводные скалы местами сплошь одеты целой рощей различных по форме и окраске коралловых кустов с множеством крошечных каморок, в которых сидят сотни тысяч полипов - животных, похожих на беленькие цветочки. На многих полипняках полипы точно объяты пламенем, образованным многочисленными огоньками. Огоньки горят порой неровно и прерывисто, меняя цвет: заблещут вдруг фиолетовым светом, переходящим затем в красный, а то заискрятся бледной синевой и, пробежав целую гамму переходов от голубого к зеленому, замрут на цвете изумруда или погаснут, образуя вокруг себя черные тени, а там опять вспыхнут переливчатыми искрами.
Есть светящиеся животные и среди обитателей суши: это почти сплошь жуки. В Европе шесть видов таких жуков. В тропических странах их значительно больше. Все они составляют одно семейство "лампирид", т. е. светляков. Иллюминация, устраиваемая иногда этими жучками, представляет очень эффектное зрелище.
Как-то ночью я ехал в поезде из Флоренции в Рим. Вдруг мое внимание привлекли летавшие подле вагона искры. Первое мгновение их можно было принять за искры, выбрасываемые трубой локомотива. Взглянув в окно, я увидел, что поезд наш несся вперед сквозь легкое, прозрачное облако, сотканное из крошечных золотисто-голубых огоньков. Они искрились повсюду. Кружились, лучистыми дугами пронизывали воздух, рассекали его в различных направлениях, скрещивались, тонули и снова вспыхивали в ночной мгле, сыпались на землю огненным дождем. А поезд мчался все дальше и дальше, окутанный волшебной пеленой огоньков. Минут пять, а то и больше, длилось это незабываемое зрелище. Затем мы вырвались из облака горящих пылинок, оставив их далеко за собой.
То были мириады жуков-светляков, наш поезд врезался в гущу этих невзрачных с виду насекомых, собравшихся в эту тихую, теплую ночь, очевидно, в брачный период своей жизни.
Отдельные виды светляков излучают свет относительно большой силы. Есть светляки, которые светятся настолько ярко, что на темном горизонте издали не сразу определишь, что перед тобой: звезда или светляк. Есть виды, у которых и самцы и самки светятся одинаково хорошо (например, итальянские светляки). Есть, наконец, и такие виды жучков, у которых самец и самка светятся по-разному, хотя выглядят одинаково: у самца орган свечения и развит лучше и действует энергичней, чем у самки. Когда же самка недоразвита, имеет лишь зачаточные крылья или вовсе бескрыла, а самец развит нормально, тогда наблюдается нечто иное: у самки органы свечения функционируют значительно сильнее, чем у самца; чем неразвитее самка, чем она неподвижнее и беспомощнее, тем ярче ее светящийся орган. Лучшим примером может тут служить так называемый "Иванов червячок", который вовсе не червяк, а личиноподобная самка особого вида жуков-светляков. Кто из нас не любовался ее холодным, ровным светом, пробивающимся сквозь листву кустарника или траву? Но есть еще более интересное зрелище: свечение самки другого вида светляков. Невзрачная днем, похожая на кольчатого червяка, ночью она буквально купается в лучах собственного великолепного синевато-белого света благодаря обилию светящихся органов.
Но мало восторгаться свечением живых существ. Необходимо знать, чем вызывается свечение обитателей подводного и наземного мира и какую роль оно играет в жизни животных.
Рассказывая о свечении моря, мы говорили, что внутри каждой ночесветки при помощи микроскопа можно увидеть множество желтоватых крупинок: это светящиеся бактерии, живущие в теле ночесветок. Излучая свет, они делают светящимися и этих микроскопических животных. То же надо сказать и о рыбе, у которой глаза словно горящие фонари: свечение их вызывают светящиеся бактерии, поселившиеся в клеточках светящегося органа этой рыбы. Но не всегда свечение животных связано с деятельностью светящихся бактерий. Иногда свет производится особыми светящимися клеточками самого животного.
Органы свечения различных животных построены по одному типу: одни проще, другие - сложнее. В то время как у светящихся полипов, медуз и морских звезд светится все тело, некоторые породы раков имеют лишь один источник света: большие глаза, похожие на телескоп. Однако среди светящихся животных одно из первых мест по праву принадлежит головоногим моллюскам. К их числу относится осьминог, обладающий способностью менять цвет своих наружных покровов.
Какие же органы вызывают свечение? Как они построены и как действуют?
В коже головоногого моллюска находятся небольшие твердые тельца овальной формы. Передняя часть этого тельца, смотрящая наружу, совершенно прозрачна и представляет собой нечто, похожее на хрусталик глаза, а задняя, большая его часть как бы завернута в черную оболочку из пигментных клеток. Непосредственно под этой оболочкой лежат в несколько рядов серебристые клетки: они составляют средний слой светящегося органа моллюска. Под ним находятся сложные по форме клетки, напоминающие собой нервные элементы сетчатки глаза. Они выстилают внутреннюю поверхность этого тельца (аппарата). Они же и излучают свет.
Итак, "лампочка" головоногого моллюска состоит из трех различных слоев. Свет выделяется клетками внутреннего слоя. Отражаясь от серебристых клеток среднего слоя, он проходит через прозрачный конец "лампочки" и выходит наружу.
Еще одна любопытная подробность в этом светящемся аппарате. В коже головоногого моллюска подле каждого такого тельца высится нечто подобное вогнутому зеркалу или рефлектору. Каждый такой рефлектор при "лампочке" головоногого моллюска состоит, в свою очередь, из двоякого рода клеток: из темных, не пропускающих света пигментных клеток, впереди которых расположены рядами серебристые клетки, отражающие свет.
Это наиболее сложный орган свечения у животных. Другие построены гораздо проще либо имеют некоторое отличие от органов, только что описанных. Нам важно запомнить, что у некоторых многоклеточных животных существуют клетки, способные развивать световую энергию.
Пока организм живет, в его клетках совершаются различные химические процессы. В связи с этими процессами в организме возникают различные формы энергии: тепловая, благодаря которой он согревается; механическая, от которой зависят его движения; электрическая, которая связана с работой его нервов. Свет - тоже особый вид энергии, возникающий под влиянием той внутренней работы, которая протекает в организме. Вещество светящихся бактерий и тех клеток, из которых сложены светящиеся аппараты животных, окисляясь, излучает световую энергию.
Какую роль играет свечение в жизни животных?
Ответить на этот вопрос в каждом отдельном случае пока не удалось. Но в пользе свечения для многих животных вряд ли можно сомневаться. Светящиеся рыбы и раки живут на такой глубине, куда солнечный свет не проникает. В темноте трудно различать, что делается вокруг, выслеживать добычу и вовремя ускользнуть от врага. А между тем светящиеся рыбы и раки - зрячи, имеют глаза. Способность свечения облегчает им жизнь.
Кроме того, мы знаем, как влечет некоторых животных к свету. Рыба, у которой на голове торчит нечто вроде электрической лампочки, или рыба-удильщик , наделенная длинным, как шнур, щупальцем "с фонариком" на конце, использует светящиеся органы для привлечения добычи. Еще счастливее в этом отношении головоногий моллюск: его изменчивый, переливчатый свет привлекает одних, устрашает других. Некоторые разновидности маленьких светящихся рачков в минуту опасности выбрасывают струи светящегося вещества, возникающее при этом светящееся облачко скрывает их от врага. Наконец, свечение у некоторых животных служит средством нахождения и привлечения одного пола животного к другому: самцы таким образом находят самок или, наоборот, привлекают их к себе. Следовательно, свечение животных - одно из приспособлений, которыми так богата живая природа, одно из орудий в борьбе за существование.
Лункевич В.В. 1941 год
