Kiam la oceano ekbrilas

Esenca por ĉiu romantika filmo estas unua kiso. La ĉefkarakteroj promenas ekstere dum bela nokto kaj kisas unu la alian sub la lumetoj de centoj da lampiredoj. Aspektas kvazaŭ la etaj insektoj briligis siajn lumetojn nur por la amparo, sed la vera romantiko nur videblas kiam oni rigardas de proksime. La lumoj venas de la virlampiredoj, kiuj havas tre specifan ritmon de moviĝoj kaj ekbriloj. Ili rekoneblas, ĉar la danco malsamas por ĉiuj specioj. La inoj sidas sur la branĉoj de proksimaj plantoj kaj reagas per sendi flava-verdan lumsignalon reen kelkajn sekundojn poste. Ŝi elektas la vireton kun la plej hela lumo kaj taŭga ritmosenco. Tiel ŝi povas esti certa pri tio ke sia partnero estas sana kaj havas multan energion. La vireto alproksimiĝas kaj denove dancas, post kio li estas invitita por reprodukti. Kion la virlampiredo bedaŭrinde ne rimarkis, estis ke li flugis al la malĝusta lumo la tutan tempon. Je la fino de lia vojo li trovis la buŝon de lampiredo el la genro photuris, kiu lerte imitas la lumon de aliaj specioj por logi viretojn kaj manĝi ilin. La amparo ne pensu pri tio nun, sed tia ja estas la mondo de bioluminesko.

Lumo 2.jpg
^ Photinus pyralis

Ne nur insektoj povas ekbrili. En multaj lokoj oni povas trovi brilantajn fungojn. Ekzistas okdek specioj kaj ĉiuj vivas de ligno. La fungoj produktas verdan lumon kun ondolongoj inter 520 kaj 530nm, kio igas ilian aspekton eĉ pli mistera ol tiu de kutimaj fungoj. Oni ne certas pri kial fungoj elspezus energion kreante lumon, sed sciencistoj havas ideojn pri tio. Povas esti ke la lumo logas bestojn en la malhelo, kiuj povus helpi la fungojn disvastigi sporojn. Ankaŭ eblas ke la ĥemia reago kiu produktas la lumon helpas la fungon forigi la nedeziritajn produktojn de la digestado de ligno. Kio ja iĝis klara estas ke la meĥanismo kiu kreas la lumon sufiĉe similas al tiu kiun lampiredoj uzas.

Lumo 3.jpg
^ Panellus stipticus. Fungoj produktas same multe da lumo kiel bestoj, sed brilas malpli hele kaj pli konstante. Por kapti ĉi tiom da lumo, ĉi tiu foto estis kreata per lumkapto de 517 sekundoj.

Estas klare ke lampiredoj estas majstroj de brilado, sed kiel ili kapablas fari tion? La sekreto estas tre ruza ĥemia reago. En la malantaŭo de la besto troviĝas molekuloj, kiuj nomiĝas ”luciferino”. Tiu ĥemiaĵo povas reagi kun oksigeno kaj ATP, molekulo kiu estas uzata por konservi energion en ĉeloj. La reago iras tre malrapide, krom se oni aldonas la enzimon ”luciferazo”. Luciferino kaj luciferazo ne estas specifaj molekuloj, sed kategorioj de molekuloj. Lampiridoj uzas specifajn molekulojn el tiuj kategorioj, sed aliaj organismoj uzas aliajn kombinojn. La rezulto de tio estas malsamaj koloroj de lumo. Pro tio ke la ĥemia reago produktas lumon tiom efike, preskaŭ 100% de la energio estas transformata al lumo. Tio estas multege pli ol ampolo, kiu transformas 5% de la energio al lumo kaj la reston al varmo. Pro tio, oni nomas la lumon produktita de bioluminesko ”malvarma lumo”.

Lumo 4Lumo 5.png
^La maldekstra molekulo kaŭzas biolumineskon en lampiredoj kaj la dekstra en fungoj. Kvankam la molekuloj aspektas tre malsamaj, ili ambaŭ estas ekzemploj de luciferino.

La kontinenta vivo havas kelkajn belegajn ekzemplojn de bioluminesko, sed ili nur estas ekceptoj. Pro tio ke bestoj povas vivi je ĉiuj profundecoj kaj pro iliaj gigantecoj, oceanoj enhavas pli ol 90% el la lokoj taŭgaj por vivo. Ili ankaŭ enhavis loĝantojn dum preskaŭ la tuta historio de la tero, kio signifas ke marbestoj havis multe pli da tempo por eksperimenti. Pro tio ankaŭ la plejparto de biolumineskaj organismoj troveblas en la maro. Oni ne bezonas plonĝi profunde por rimarki tion. Jam duona jarcento antaŭ la naskiĝo de Kristo, la Greka ŝipisto kaj filozofo Anaksimeno miris ke kiam li remis, la remiloj fojfoje ekbrilis bluverde kiam ili puŝis la akvon. Post du mil jaroj, esploroj kun mikroskopo montris kiu kulpis. La spektaklo estis kaŭzata de Noctiluca scintillans, Noctiluca miliaris kaj Pyrocystis noctiluca, algoj kiuj profitas de bioluminesko.

Lumo 6.jpg
^La akvo en tiu ĉi haveno brilas blue pro bliolumineskaj algoj.

La strategio malantaŭ la bioluminesko de ĉi tiuj organismoj estas interesa. Ŝajnas kontraŭintuitiva ke organismo kiu tro etas por fuĝi ne kaŝas sin pli bone. Kompreneble ne estas tiom simple. La algoj elsendas lumon kiam ajn ili estas ĝenataj, ĉar tio povas signifi ke predanto estas proksima. Pli grandaj predantoj kiel fiŝoj kiuj vidas la lumon estas avertataj kaj alproksimiĝas. Tiam ili povas forĉasi aŭ kapti la malamikojn kaj savi la mikroorganismojn. Kiam la akvo enhavas ege multe da nutraĵoj, oni povas detekti la lumon per satelitoj. Tiuj datumoj estas uzataj por studi la direkton de marfluoj kaj nutraĵoj. La kromefiko estas tre bela vido.

Aliflanke bioluminesko estas kiel glacimonto. La plejparto troveblas sub la surfaco. La supraj 200m de la oceanoj estas la luma zono. Tie fotosintezo eblas, sed pli profunde ol 40m tio jam iĝas malfacila. Tamen la tuta luma zono estas konsiderata la oksigena fabriko de la oceanoj. Inter 250 kaj 1000m profunde, lumo ankoraŭ detekteblas, sed la kvanto draste malaltiĝis. Sub tiu tavolo estas la senluma zono, kie vivas bestoj kiuj neniam vidis la sunon. La nura sparko kiu restas estas la lumo produktita de bestoj. Profundaj amasoj de akvo havas la kvaliton ke lumo interagas kun la akvomolekuloj kaj ŝanĝas sian direkton, aŭ absorbiĝas. Tio okazas unue kun la plej longaj ondolongoj. Pli profunde ol dek metroj, ruĝa lumo estas filtrita kaj ju pli profunde oni iras, des pli da kolora riĉeco la mondo perdas. Plej profunde eĉ verda lumo malaperas kaj restas nur blua lumo kiu malrapide iĝas malpli intensa ĝis ankaŭ ĝi malaperas. Se bestoj volas ke ilia lumo estu kiel eble plej efika, ili do produktu bluan lumon, por ke ĝi estu videbla de kiel eble plej longa distanco. Blua lumo eĉ funkcias tiom multe pli bone, ke 90% el la biologie produktata lumo estas blua.

Lumo 7
^ Ĉi tiu diagramo montras kiom profunde lumo de malsamaj koloroj trairas en malferma oceano (maldekstre) kaj ĉe la marbordo (dekstre).

Estas klare ke blua lumo plej bonas por esti vidata, sed kial oni volus tion? Ŝajnus multe pli logike se bestoj uzus la malhelon al sia avantaĝo por kaŝi sin. Se neniu brilus tamen, neniu vidus ion ajn. Oni ne povus trovi partnerojn aŭ manĝon kaj finfine ĉiuj mortus. Estas do plej bone por ĉiuj se ĉiuj bestoj brilas. Unu el la plej bonaj ekzemploj de fiŝo el la profundo estas la Ceratiidae. Ĉi tiuj fiŝoj troveblas en la senluma zono kaj aspektas inferaj. La plej granda parto de la ineto estas kapo kun granda buŝo kaj dentoj. La stomako povas streĉiĝi por enhavi bestojn kiuj pli grandas ol la fiŝo mem. El la dorso kreskas longa ŝnuro, kies pinto enhavas biolumineskajn bakteriojn. La fiŝo movas la lumeton kaj esperas ke aliaj bestoj kredas ke ĝi estas pli eta fiŝo. Ili alproksimiĝas por manĝi ĝin, post kio la fiŝo mordas. Tiel la fiŝo ne bezonas elspezi valoregan energion por ĉasado. La viretoj aspektas tute malsame. Ili ne kapablas manĝi kaj kiam ili eliras el la ovo, ili tuj ekserĉas inon. Renkontiĝoj inter la fiŝoj estas tre maloftaj, do ili ne povas esti kritikemaj. Kiam la virfiŝeto, kiu estas nur kelkaj centimetroj granda, vidas la multe pli grandan fiŝinon, li mordas ŝin. La vireto produktas enzimojn kiuj kunfandigas la du korpojn. Tiel la vireto iĝas parasito kiu vivas de la fiŝino. Ne estas malavantaĝo por la fiŝino tamen, kiu povas atendi ĝis ŝi pretas por produkti ovon. Tiel certe ĉeestos vireto por reprodukti.

Lumo 8.jpg
^Kelkaj reprezentantoj de la Ceratiidae

Oni ankaŭ povas brili sen esti vidata. Ekzistas fiŝoj en la familio de Stomiidae kiuj havas tiun kapablon. Pro tio ke granda plejmulto de la biologie produktata lumo estas blua, la plejparto de bestoj kiuj loĝas tiom profunde nur kapablas vidi bluajn kolorojn. Kelkaj fiŝoj en tiu ĉi familio produktas du kolorojn de lumo tamen. La ŝnuro sub la mentono funkcias simile al tiu de la Ceratiidae, sed malantaŭ la okuloj, ili havas aldonan fonton de lumo. En eta organo ili havas bakteriojn kiuj produktas bluan lumon, sed la vojo eksteren estas blokita de filtrilo. Tiu filtrilo absorbas la energion de la blua lumo kaj elsendas ruĝan lumon. Tio ebligas sekretan komunikadon kun samspecianoj kaj helpas kiam la fiŝo serĉas manĝon. La ruĝa lumo videbligas la predon, sed ĝi ne scias ke ĝi estas vidata. Kiam ĝi detektis la predon, la fiŝo povas surprizataki. La predo neniam scios kiu mordis.

Bioluminesko estas unu el la plej mirindaj kapabloj kiujn organismoj povas havi. Lampiredoj estas nur unu ekzemplo el abundeco da brilantaj organismoj. Kio videblas estas ke vivo povas adapti sin al la plej strangaj medioj kaj ekhavi la plej strangajn formojn, se naturo petas tion de ili. La fenomeno ne estas nur bela por spektanto. Kiam oni faras genetikajn eksperimentojn, oni aldonas genojn por bioluminesko al la ŝanĝita DNA. Tiel oni povas vidi ekzakte kiuj ĉeloj estas modifitaj. La moralo estas ke ni povas ankoraŭ lerni multe de la naturo kaj ke la naturo povas helpi nin. Indas protekti ĝin kaj miri pri ĝi kaj eble la naturo igos niajn vivojn iomete pli luma.

Advertisements

Respondi

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Ŝanĝi )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Ŝanĝi )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Ŝanĝi )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Ŝanĝi )

Connecting to %s