НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ






24.12.2014

Разгадка света светлячков

Светлячки используют быстрое мигание для общения. Эта «биолюминесценция» – любопытное явление, которое имеет много потенциальных вариантов использования, от допинг-контроля до мониторинга загрязнения воды и даже до освещения улиц с помощью светящихся в темноте деревьев и растений. Светлячки излучают свет, когда разрушается соединение под названием люциферин. Мы знаем, что эта реакция нуждается в кислороде, но чего мы не знаем, так это то, как светлячки на самом деле поставляют кислород к своим светоизлучающим клеткам. Используя самые современные техники визуализации, ученые из Швейцарии и Тайваня определили, что светлячки контролируют распределение кислорода, чтобы «зажечь» свои клетки – пишет sciencedaily.com.

Подробное микроизображение показывает, как большие каналы разветвляются на более мелкие, подавая кислород для светового излучения светлячка. Самые маленькие каналы в десять тысяч раз меньше миллиметра и поэтому невидимы для других экспериментальных зондов: это до сих пор не позволяло ученым разгадать тайну световых вспышек светлячков
Подробное микроизображение показывает, как большие каналы разветвляются на более мелкие, подавая кислород для светового излучения светлячка. Самые маленькие каналы в десять тысяч раз меньше миллиметра и поэтому невидимы для других экспериментальных зондов: это до сих пор не позволяло ученым разгадать тайну световых вспышек светлячков

Данная работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Светящийся орган светлячков называется «фонарик», и он находится в животе насекомого. Он выглядит как серия трубок, переходящих в более мелкие и так далее, подобно ветвям дерева, переходящим в прутики. Функция этих труб состоит в подаче кислорода в клетки фонарика, содержащие люциферазу и могущие производить свет. Тем не менее, сложность фонарика светлячков затрудняет глубокое изучение этого механизма и его воспроизведение для технологического применения.

Джорджио Маргаритондо из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), Екуанг Хву из Академии наук и их коллеги из Национального университета Цинхуа в Тайване успешно использовали два высокотехнологичных метода визуализации, чтобы преодолеть сложность фонарика светлячка и отследить, как кислород подается в светоизлучающие клетки. Методы называются синхротронная фазоконтрастная микротомография и просвечивающая рентгеновская микроскопия. Они способны сканировать до уровня одной клетки, даже позволяя исследователям заглянуть внутрь нее.

Применяя эти методы на живых светлячках, ученые смогли впервые увидеть всю структуру фонарика, а также выполнить количественные оценки распределения кислорода.

Изображения показали, что светлячок отвлекает кислород от других клеточных функций и направляет его в реакцию, которая разрушает люциферин. В частности, исследователи обнаружили, что потребление кислорода в клетке уменьшается, замедляется производство энергии. В то же время, подача кислорода переключается на излучение света.

Это исследование является первым за все время, показавшим фонарик светлячков в таких деталях, одновременно также обеспечивая четкое доказательство того, что он оптимизирован для излучения света, благодаря самым современным техникам, использованным учеными. Но Маргаритондо указывает на еще одно новшество: «Методы, которые мы использовали, имеют преимущество перед, скажем, обычными рентгеновскими снимками, которые не могут легко отличать мягкие ткани. Используя подход, основанный на изменении интенсивности света (фазовый контраст), а не поглощения света (рентген), мы смогли добиться высокого разрешения изображений нежного фонарика светлячка».


Источники:

  1. ecoportal.su






© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://insectalib.ru/ "InsectaLib.ru: Насекомые - библиотека по энтомологии"