Что это: На фотографии — биолюминесцентное свечение планктонных организмов. Это могут быть рачки копеподы или медузы, но самый большой вклад вносят динофлагелляты, потому что они наиболее распространены. Динофлагелляты светятся при движении в толще воды, свечение усиливается при механическом воздействии или при стрессе: проплывет лодка или хищник.

Можно сказать, что в целом динофитовым водорослям здесь явно живется хорошо: хватает пищи или солнца днем, азота, фосфора, в воде нет вредных для них веществ. Чем лучше условия, тем ярче они будут светиться от физического воздействия.

Чем это интересно для науки: В химии процесса биолюминесценции разобрались относительно недавно, но уже сейчас эта способность организмов испускать свет широко используется в науке. За открытие биолюминесценции (на медузах) и связанного с ним белка GFP японский ученый Осаму Шимомура получил Нобелевскую премию.

Связанный с белком субстрат, который называется люциферин, при каком-то внешнем воздействии отделяется от белка и подвергается действию фермента люциферазы. В реакции также участвует кислород, а сигналом служит, по сути, электрический импульс — мембранный потенциал клетки меняется, и она начинает светиться.

Разобравшись, как устроен этот процесс, его можно воспроизводить в других организмах — тех, которые раньше не имели такой способности, например в кишечной палочке, и проводить разные исследования. С помощью люминесценции молекулярные биологи отслеживают экспрессию генов в бактериях (процесс, при котором информация, закодированная в ДНК, преобразуется в белок или РНК).

Рекомендуем по этой теме:
talks
«Биотопливо — один из кандидатов на роль технологии будущего»

Все сложнее с пониманием, зачем такая способность нужна самим планктонным организмам. Есть несколько версий, но все они, насколько я знаю, не нашли еще подтверждения. Одни предполагают, что те же динофлагелляты используют свет, чтобы напугать хищника, который собирается их съесть. По другой теории — чтобы привлечь еще больше хищников, но уже таких, которые питаются теми, кто ест динофлагеллятов.

Зачем мне это знать: Свечение динофлагеллятов может быть не только красиво, но еще и свидетельствовать об опасности. Многие из видов этой группы токсичны. При активном размножении динофлагелляты являются причиной красных приливов. В это время все животные, которые ими питаются (моллюски, рыбы), становятся ядовитыми, так как накапливают большое количество токсинов из динофлагеллятов. Есть такие морепродукты нельзя, так как токсины могут быть разной природы: одни просто раздражают кишечник и вызывают отравление, а другие, являясь нейротоксинами, даже могут влиять на память.

Подобное свечение можно встретить и у нас в стране, например на Черном море. Там много ночесветки (Noctiluca scintillans). И несмотря на то, что сама по себе она нетоксична, у нее есть другой недостаток. Ночесветка относится не к фотосинтезирующим динофлагеллятам, а к хищным, и поэтому в процессе обмена она выделяет в воду аммиак, вредный для других организмов. При большой численности ночесветок это влечет за собой неприятные последствия: ионы аммония растворяются в воде и могут вызвать цветение других водорослей.

Обычно во всех местах, где растут динофитовые водоросли, постоянно берут пробы воды. Отдыхая в таких районах, нужно просто следить за отчетами качества воды, и тогда ночное свечение всегда будет для вас только красивым зрелищем, а не проблемой.

Важно еще добавить, что динофиты вступают в симбиоз с коралловыми полипами, это очень существенный компонент образования коралла. Без динофитов не было бы рифов. Поэтому им мы обязаны не только чудесами, которые можем наблюдать на поверхности моря, но и тем, чем любуемся на глубине.