Как светят светлячки?

Способность светлячков производить свой собственный свет называется биолюминесценцией. Она есть у некоторых животных, бактерий и грибов. Большинство из них обитают в пещерах или океанах. Но некоторые живут там, где люди могут их видеть.

Итак, мы знаем, как называется этот эффект. Но как светлячки (семейство лампиридовых) создают эти световые эффекты?

Ключом является химическая реакция, основанная на соединении под названием люциферин. Люциферин производит свет за счет потери электронов — процесс, называемый окислением, — в присутствии аденозинтрифосфата (АТФ), молекулы, обеспечивающей клетки энергией, и магния. Эта реакция опосредуется ферментом люциферазой. У светлячков есть световые органы в брюшке, где происходят эти реакции, которые содержат слой кристаллизованной мочевой кислоты, помогающей отражать и усиливать свет.

Эта система использования люциферина и люциферазы несколько раз независимо эволюционировала у разных биолюминесцентных животных.

Свечение у светлячков начинается рано. Куколки — и даже яйца — способны излучать свет. Возможно, это сигнал хищникам о том, что они могут быть ядовиты. Когда светлячки заканчивают метаморфозы и достигают зрелости, у них образуются новые органы освещения. Но общая система та же, свет исходит изнутри специальных клеток, расположенных в световых органах на нижней стороне некоторых светлячков, окрашивая их в желтый, оранжевый, зеленый или даже синий цвет. Эти клетки битком набиты люциферином и люциферазой, а также необычно большим количеством митохондрий. Эти крошечные органеллы вырабатывают АТФ, необходимый светлячкам для запуска химической реакции.

Светлячки включают и выключают свой свет за счет притока кислорода к этим клеткам. Отсутствие кислорода означает темноту.