Лека земна, морска и подземна
Зеленото сияние на светулка, трептящият абажур на медуза, бледото сияние на гнило сияние. Една от най-интригуващите мистерии на биологията е как и защо живите същества или техните останки светят? Нобеловите награди се присъждат за изследване на биохимичните процеси, които генерират светлина. Между другото, през последните години светещите организми дори започнаха да се произвеждат с помощта на методи на генното инженерство.
_______________________________________________________________________
Той е жив и свети
______________________________________________________________________
Гигантска светеща гъба израсна в съд.
- А. Изненадан ли си? Това е моят фаворит, моята гордост! - каза ни Бубута с необичайно тих глас. - Той е толкова умен, че не можете да си представите! Виждате ли, господа, започна да свети веднага щом влязохме в хола. Но не докоснах ключа! Самият той разбира, че трябва да блестиш.
„Боя се, че гъбата просто мрази съпруга ми! - прошепна ми лейди Улима.
(Макс Фрай. Магахон Фокс)
_______________________________________________________________________
Феновете на Макс Фрай обичат да спекулират на чаша камри, че градовете, през които сър Макс е пътувал, действително съществуват. Нека не казваме за всички градове с техните чудеса, но светещи гъби като тези, които жителите на град Екзо използват като лампи, съществуват в нашия свят. Ще започнем обаче с по-известни примери.
Това явление е известно отдавна. Дори Аристотел пише за светулки, както и за блясъка на риби, гниене на месо и дърво. Светещите мекотели и рибите също са описани от Плиний в неговата „Природна история“. И след тях много учени се обърнаха към тази тема - или във философско-мистичен ключ, или просто изброявайки светещи животни (понякога котките бяха включени в списъка за искри от вълна и парене в очите). Но първият значителен принос към експерименталната наука за биолуминесценция, очевидно, е направен от Робърт Бойл (1626-1691), същият, който ни е известен от училищния курс по физика според закона на Бойл-Марио.
За да изведе закона, според който произведението на налягането на газа и неговия обем е постоянна стойност, на учения е помогнала въздушна помпа, изпомпваща въздух от затворен резервоар. Но липсата на въздух е интересно условие и за други експерименти. През 1667 г. Бойл решава да разбере какво ще се случи, ако в резервоар бъде поставена тлееща марка или парче гнило дърво. Експериментите се провеждали в тъмна стая, експериментаторите били облечени в черно, така че нищо да не пречи да се види дори много слаба светлина. Лесно е да се досетите какво се е случило с горящата глава. Обаче и гнило дърво, и застояла риба (с която Бойл също експериментира) престанаха да светят, когато въздухът беше изпомпан - когато беше пуснат обратно, сиянието бързо се върна. Сега знаем, че гъбичният мицел кара гнилите гъби да светят, рибите - микроорганизми. И светлината и в двата случая е продукт на реакция, която протича с участието на кислород. Бойл вярва, че е наблюдавал специално, бавно изгаряне или блясък на фосфор.
Появата на експериментална наука и пътуванията на натуралистите в тропическите земи подхранват интереса към светещите животни. Фосфорът и електричеството бяха предложени като обяснение на явлението - и двете бяха изключително интересни за учените, а протеините и друга биохимия бяха въпрос на бъдещето. По един или друг начин хората постепенно отделят биолуминесценцията от другите видове блясък - стана ясно, че кожата на котка не е луминисцентна, но блясъкът на морската вода се причинява от живи същества и нищо друго.
Снимка: catalano82/flickr.com/Планктон свети край бреговете на САЩ, Ню Джърси
Луциферин, носителят на светлината
Дюбоа натрошава светещите органи на бръмбарите в студена вода и получава суспензия, чийто блясък избледнява с времето. При опит за приготвяне на екстракта в гореща вода светлината веднага угасна. Но когато смеси тези разтвори - студени и горещи - сместа отново започна да свети. Дюбоа заключава, че бръмбарът има вещество, което реагира с отделянето на светлина, и ензим, който осъществява тази реакция. Първият екстракт спря да свети, тъй като необходимото вещество свърши - ензимният субстрат, както казват съвременните биохимици. Вторият екстракт не светеше, защото горещата вода вече деактивира самия ензим. В първия екстракт обаче активният ензим остана, във втория - субстратът и когато разтворите бяха смесени, започна реакция. Дюбоа нарича ензима луцифераза, а субстратът - луциферин (от латински lucifer - "носещ светлина"). Между другото, точно за реакцията луциферин-луцифераза е необходим кислород.