Биолюминесценция
Появление люминесценции у живых объектов всегда трогало воображение поэта. Эффект, создаваемый светлячками, и мерцание весел, погружаемых в море, всегда возбуждали интерес. Оптические исследования за последнее время достигли заметных успехов в обяснении люминесценции у живых организмов — биолюминесценции, как ее теперь часто называют. По-видимому, открытия, сделанные в этой области, едва ли обнаружат техническую значимость биолюминесценции для проблемы освещения; тем не менее было бы опрометчиво думать, что ничего полезного не возникнет из тех исследований в биолюминесценции, которые имеют столь захватывающий интерес для зоологов.
В настоящее время исследованиями доказано, что очень многие морские животные обнаруживают какой-либо вид свечения. Эти эффекты наблюдались в самых разнообразных случаях — от одноклеточных организмов до весьма крупных рыб, даже обитающих на больших глубинах, куда не проникает солнечный свет. В исследованиях, предпринятых по инициативе американского исследователя Биба, при помощи батисферы, опускаемой на глубины ниже 560 м, было обнаружено,что 90% рыб ж животных исиускают Достаточно сильный флуоресцентный свет.
Известие, что свечение люминесцирующих животных, большая часть которых обитает в соленых водах, может осуществляться тремя различными способами, Либо в их организме имеются светящиеся клетки, либо они могут вырабатывать в распространять светящиеся секреции, или же она служат гостеприимными «хозяевами» для огромных колоний светящихся бактерий. Существует большое разнообразие светящихся организмов. У одних орган свечения снабжен фактически конденсорной линзой, увеличивающей яркость пучка. У других люминесцентный орган вделан в радужны рефлекторы, которые создают поистине радужное сияние. Есть даже такие морские животные, которые обладают специальными жалюзи, опускаемыми в случае необходимости на их светящиеся органы. Некоторые животные волокут на себе мешки, наполненные светящимися бактериями.
У большинства люминесцирующих животных свечение не непрерывное, а импульсное. Обычно это отдельны» световые вспышки, которые у насекомых могут длиться только десятые доли секунды, а у других животных даже до полминуты. Непрерывная эмиссия обнаружена главным образом у тех животных, свечение которых обусловлено светящимися бактериями. В большинстве случаев свечением, по-видимому, управляет нервная система (прерывистые излучатели). Прикосновение я светящейся рыбе, например, может повести к вспышке. Возможно, что механический удар, испытываемый при погружении вееел мельчайшими плавучими люминесцентными организмами, вызывает свечение, ноторое можно увидеть в воде, стекающей с весел.
Много экспериментальных наследований было посвящено свечению светлячков. Были использованы самые утонченные фотоэлектрические методы для измерения одновременно световой вспышки и сопутствующего нервного импульса. Было установлено, что вспышке летающего светляка всегда предшествует нервный импульс. Хотя биолюминесценция — наука, изобилующая неразрешенными трудностями, представляется довольно определенным, что во многих случаях, хотя и не всегда, свечение возникает вследствие окисления определенных химических веществ., названных люциферинами. Некоторое количество люциферинов было выделено из различных животных и определена их сложная химическая структура. Например, анализ яюциферина, действующего у летающих светляков» дал такой громоздкий состав: 2(4'-карбокситиазол)6-оксибензотиазол, Окисление люциферина, по-видимому, происходит только в присутствии определенного фермента, называемого люциферазом. Если последний образуется с промежутками во времени, то' соответственно возникают и световые вспышки.
Биолюминесцентный свет всегда «холодный», и, по-видимому, никогда не содержит в себе ни ультрафиолетовой, ни инфракрасной радиации. Это однв из квантовых свойств люциферица. Как правило, световое излучение голубого иди зеленого цвета, но это не обязательно, поскольку в отдельных случаях .обнаруживали желтое и даже красное свечение. До сих пор нет сколько-нибудь удовлетворительного объяснения, почему светятся живые организмы, хотя найденные в некоторых случаях причины, по всей вероятности, правильны. Есть все основания полагать, что в некоторых случаях вспышка света означает призывный супружеский сигнал, но это не всегда так. Некоторые обитающие в воде животные живут косяками, и каждый член косяка светится; отсюда можно было бы сделать вывод, что свечение есть какая-то форма оцозна* вательного. сигнала, цель которого — сохранить косяк как единицу. Точно так же как некоторые каракатицы по тревоге в маскировочных целях выпускают струю черной жидкости, так другие испускают светящееся облако, чтобы обмануть врага и ускользнуть, пока это облако отвлекает внимание нападающего. Свечения используются и в нападении и в защите, а некоторые животные, которые обитают на больших глубинах, носят на себе светящиеся фонарики, свободно болтающиеся над их челюстями, и очарованный этой диковинкой объект оказывается в зоне захвата.
Яркость свечения большинства биолюминесцентных животных обычно очень мала. И все же, наполнив небольшую банку светляками, можно читать книгу. Й кто знает, может быть, в один прекрасный день будут производиться в достаточно большой Масштабе в подвергаемые медленному и экономичному окислению будут служить в качестве одного из видов холодного освещения. В биолюминесценции мы имеем естественную оптичеекую активность, известную даже . в древности, которую новейшая революция в оптике объясняет с позиций квантовой физики и которую по существу только-тояько начали изучать.