Ученые разгадали тайну светлячков

Ученым удалось разгадать и объяснить все детали свечения светлячков. Как передает портал YoRead, это их романтическое свойство предназначено для привлечения половых партнеров и коммуникации между особями.

Светлячки – мягкокожие жуки, представители семейства Lampyridae, которых на данный момент насчитывают уже более двух тысяч видов. Известны они благодаря своей биолюминесценции, т.е. способности светиться в темноте.

Биолюминесценция обусловлена наличием в теле светлячка специального пигмента люциферина (от латинского lucifer, «несущий свет»), который, окисляясь под воздействием особого фермента, выделяет избыточную энергию в виде света. Причем в свет переходит около 87-98% энергии. Это очень высокий КПД (к примеру, у ламп накаливания КПД всего 5%, остальное переходит в тепло).

Удивителен также факт, что цвет биолюминесценции люциферина у всех светлячков разный – от красно-желтого до зеленого.

Группа ученых из Пекина во главе с Изабель Навизе проводила эксперименты над жучками японского водяного светляка Luciola cruciata и исследовала изменения их свечения.

Рентгеноанализ и компьютерное моделирование позволили выяснить, что изменение длины волны света испускаемого люциферином (т.е изменение цвета свечения) определяется изменением полярности в люминесцирующий системе.

До этого выдвигалась гипотеза, что в основе этого явления лежит присутствии АТФ и ионов магния, которые, действуя на фермент-люциферазу, катализируют окисление люциферина. Реакция происходит из-за способности фермента структурно менять размеры в своей каталитической «полости», полагали ученые. Изменения размеров приводит к изменению потерь энергии, и, следовательно, более или менее длинноволновому свечению.

Но команда Изабель Навизе показала, что эта теория несовершенна и не описывает адекватно изменения цвета свечения. Согласно им, цвет может меняться под действием мельчайших изменений в распределении заряда внутри каталитической полости. А на полярность участков белка влияет многое: от формы, до молекул воды заключенных в активном фрагменте. Ученым удалось воздействовать на отдельные мутации, приводящие к смене набора аминокислот, и заставлять насекомых светиться необходимым цветом.