Како кријеснице производе светлост?

Сумрак трепери кријеснице потврђује да је стигло лето. Као дете можда сте ухватили оне такозване громове у своје склупчане руке и провирили кроз прсте да бисте их гледали како блистају, питајући се како то фасцинантне кријеснице производе светлост.

Кријеснице створите светло на сличан начин на који делује гловстицк. Светлост је резултат хемијске реакције или хемилуминисценције. Када се хемијска реакција која производи светлост настаје у живом организму, научници ово својство називају биолуминисценцијом. Већина биолуминесцентни организми живе у морском окружењу, али кријеснице су међу земаљским бићима која су способна да производе светлост.

Ако пажљиво погледате одраслог лептира, видећете да последња два или три сегмента трбуха изгледају другачије од осталих. Ови сегменти садрже орган који производи светлост, ефикасну структуру која производи светлост без губитка топлотне енергије. Ако сте икада додирнули жаруљу са жарном нити након што је прошло неколико минута, знајте да је врућа. Ако би светлосни орган лептира испуштао упоредиву топлоту, инсект би наишао на хрскави крај.

Код кријесница хемијска реакција која их доводи до сјаја зависи од ензима који се зове луцифераза. Немојте бити заведени његовим именом; овај ензим није дело врага. Луцифер долази од латинског луцис, што значи светло, и ферре, значи носити. Луцифераза је, дословно, ензим који доноси светлост.

Биолуминисценција лептира захтева присуство калцијума, аденозин трифосфата, хемијског луциферана и ензима луциферазе у светлосном органу. Када се кисеоник уведе у ову комбинацију хемијских састојака, он покреће реакцију која ствара светлост.

Научници су недавно открили да азотни оксид игра кључну улогу у омогућавању кисеонику да уђе у светлосни орган кријеснице и покрене реакцију. У недостатку азотног оксида, молекули кисеоника везују се за митохондрије на површини ћелија светлосног органа и не могу да уђу у орган да покрену реакцију. Тако да се светлост не може произвести. Кад је присутан, азотни оксид се веже за митохондрије, омогућавајући кисеонику да уђе у орган, комбинује се са другим хемикалијама и ствара светлост.

Поред тога што је маркер врста за привлачење парова, биолуминесценце је такође сигнал предаторима кријесница, попут слепих мишева, да ће бити горки укус. У студији објављеној у броју часописа за август 2018. године Напретка у науци, истраживачи су открили да су слепи мишеви јели мањи број светаца када су светице биле ужарене.

Светла која производе светлост трепери у обрасцу и боји која је јединствена за њихове врсте, а ти се бљескалици могу користити за њихово препознавање. Учење за препознавање врста кријесница у вашем подручју захтијева знање о дужини, броју и ритму њихових бљескова, интервалу време између њихових бљескова, боју светлости коју производе, префериране шаре лета и време ноћи када обично трепери.

Брзина узорка бљескалице се контролише ослобађањем АТП-а током хемијске реакције. На боју (или фреквенцију) произведене светлости вероватно утиче пХ. Брзина бљескалице лептира такође ће се разликовати од температуре. Ниже температуре резултирају споријом брзином бљеска.

Чак и ако сте добро упућени у бљескове образаца за кријеснице у вашем подручју, морате имати на уму могуће имитаторе који покушавају преварити своје колеге. Женке кријесница познате су по својој способности опонашају бљескалице других врста, трик који користе да привуку неупадљиве мужјаке ближе како би они постигли лак оброк. Да не претјерамо, неки мужјаци могу копирати бљескалице других врста.

Луцифераза је драгоцјен ензим за биомедицинска истраживања, посебно као маркер експресије гена. Истраживачи могу буквално видети ген на послу или присуство бактерије када је луцифераза означена. Луцифераза се широко користи како би помогла идентификацији контаминације хране бактеријама.

Због вредности као средства за истраживање луцифераза је у лабораторијама велика потражња, а комерцијална жетва живих кријесница негативно је утицала на популацију кријесница у неким областима. Међутим, научници су успешно клонирали ген луциферазе једне врсте кријесница, Пхотинус пиралис, 1985., омогућујући велику производњу синтетичке луциферазе.

Нажалост, неке хемијске компаније још увек екстрахирају луциферазу од кријесница, а не производе и продају синтетичку верзију. Ово у ствари даје награду на главе кријесница у неким регионима, где се људи подстичу да их прикупе хиљаде током врхунца свог летња сезона парења.

У једном округу Теннессее-а у 2008. години, људи жељни уновчити потражњу једне компаније за кријеснице заробили су и замрзнули приближно 40.000 мужјака. Компјутерско моделирање од стране једног истраживачког тима сугерира да овај ниво жетве може бити неодржив за такву популацију кријесница. Са доступношћу синтетичке луциферазе данас, такве жетве кријесница зарад добити потпуно су непотребне.

• Цапинера, Јохн Л. Енциклопедија ентомологије. Спрингер, 2008.
• “Фирефли Ватцх.” Музеј науке, Бостон.
• “Како и зашто светлују светиње?” Сциентифиц Америцан, 5 септ. 2005.
• “Кријеснице се пале за привлачење момака, али и за одвраћање предатора.” Америчко удружење за унапређење науке, 21 авг. 2018.
• _{Лее, Јохн. "Басиц Биолуминесценце"Одељење за биохемију и молекуларну биологију, Универзитет Џорџија.}
• _{"Моделирање ефеката жетве на трајност популације лептира," Еколошко моделирање, 2013.}