Люминесценция биолюминесценция

ЖИВОТНОГО царства. Наиболее известный пример — светляк (и его личинка) — наземное насекомое, которое ночью для привлечения партнера использует вспышки или непрерывно испускаемый свет. Однако наиболее часто биолюминесценция встречается у морских животных рыб, ракообразных, моллюсков, кольчатых червей и кишечнополостных. Биолюминесценция некоторых светящихся животных, главным образом рыб и некоторых головоногих моллюсков, обусловлена их симбиозом с колониями испускающих свет бактерий. У других животных люминесценция является их собственной особенностью и не зависит от симбионтов. [c.388]

Цели, которым служит биолюминесценция у свободно-живущих бактерий, пока не ясны. Гораздо легче понять возможную пользу, извлекаемую из биолюминесценции животными. Люминесценция, как собственная, так и обусловленная бактериями-симбионтами, используется животными, живущими в темноте, с теми же целями, что и окраска животными, живущими в мире света, т. е. для привлечения жертв или брачных партнеров, для предупреждения (предостережения), а у некоторых рыб для маскировки путем искажения темного силуэта, который, если смотреть снизу, хорошо виден на светлом фоне. [c.391]

Из результатов современных исследований следует, что, несмотря на некоторое внешнее сходство, химическая основа биолюминесценции в перечисленных трех случаях совершенно различна. Это вполне согласуется с представлением о, по-видимому, случайном распространении биолюминесценции и об отсутствии общих путей ее возникновения у разных групп животных. Поэтому следует ожидать, что по мере изучения химии люминесценции у форм, не родственных перечисленным выше, можно будет обнаружить еще большее многообразие типов химических процессов, обусловливающих биолюминесценцию. [c.173]

Возбужденные молекулы могут быть получены различными путями (в названии соответствующей люминесценции обычно указывают метод возбуждения) а) поглощением света (фотолюминесценция) б) тепловым возбуждением (термолюминесценция) в) химической реакцией (хемилюминесценция, биолюминесценция) г) звуковыми и ударными волнами (сонолюминесценция, триболюминесценция) д) рентгеновскими лучами, гамма-излучением, быстрыми частицами или электронами (электролюминесценция). Из всех этих путей возбуждение поглощением света является наиболее селективным и обеспечивает экспериментатору наибольшую степень контроля. При выборе света известной частоты можно перевести молекулы из определенного начального состояния в определенное известное возбужденное состояние. Другие методы возбуждения, за исключением, возможно, хеми-люминесценции, менее избирательны и менее поддаются прямому контролю экспериментатора. Помимо электролюминесценции, которая имеет важное значение в сцинтилляционных счетчиках и детекторах, люминесценция возникает сама по себе, как некий дар природы, лишь свидетельствуя о том, что возбужденные молекулы действительно имеются как правило, получение люминесценции не является самоцелью и часто ее появления не ожидают. В этих и других сходных явлениях люминесценции соответствующие эффекты имеют различные названия, связанные со способом возбуждения, [c.70]

Приведенные выше примеры дают лишь неполную картину, но тем не менее позволяют подчеркнуть важность процессов люминесценции и в особенности переноса энергии в биологических системах. Подробнее хемилюминесценция и биолюминесценция, фотосинтез и процессы зрения рассмотрены в книге Свет и жизнь [16] ив дискуссии Фарадеевского общества по вопросам переноса энергии применительно к биологическим системам [194] из указанных источников заимствовано большинство приведен-.ных здесь примеров. [c.132]

Хемилюминесценция — люминесценция (свечение) тел, вызванная химическим воздействием (напр,, свечение фосфора при медленном окислении). X. связана с экзотермическими химическими процессами. Х протекающая в живых организмах (свечение насекомых, червей, рыб), называется биолюминесценцией и связана с окислительными процессами. См. Люминесцетщя. [c.148]

Хеми- и биолюминесценция особенно привлекательны как способ детектирования, в первую очередь благодаря потенциально вьхокой чувствительности и широкому динамическому диапазону люминесцентного метода, а также из-за простоты требуемого оборудования. Более того, люминесценция имеет дополнительное преимущество перед другими оптическими методами поскольку свет испускается и детектируется только при наличии пробы, нет никаких проблем с контрольным опытом. [c.457]

Хотя биолюминесценция водных животных обычно связана с морской средой, хорошо известна люминесценция и у одного пресноводного вида — брюхоногого моллюска Latia. Люциферин Latia (11.15) очень сходен с каротиноидными пигментами (гл. 2). [c.390]

Свечение нагретых тел, обусловленное только нагреванием до высокой температуры, называется испусканием накаленных тел. Все другие типы испускания света называются люминесценцией. При люминесценции система теряет энергию и для компенсации этих потерь нужно подводить энергию извне. Как правило, разновидности люминесценции классифицируются именно по типу этого внешнего источника энергии. Так, свет газоразрядной лампы или лазера на основе арсенида галлия представляет собой электролюминесценцию, возбуждаемую электрическим током, проходящим через ионизованный газ или полупроводник. Самосветящийся циферблат часов обладает радиолюминесценцией, возникающей под действием частиц высоких энергий — продуктов распада радиоактивных примесей к фосфору. Энергия химических реакций возбуждает хемилюминесценцию, а если это происходит в живом организме, то такое испускание называют биолюминесценцией, примерами которой служит свечение светляков и так называемая фосфоресценция моря. Особую разновидность хемилюминесценцин представляет собой термолюминесценция, возникающая в том случае, когда при нагревании вещества начинаются химические реакции между реакционноспособными частицами, замороженными в твердой матрице. Триболюминесценция наблюдается при разрушении некоторых кристаллов, а сонолюминесценция — нри воздействии интенсив- ных звуковых волн на жидкость. При фотолюминесценции система получает энергию, поглощая инфракрасный, видимый или ультрафиолетовый свет. [c.11]

Своеобразным видом хемилюминесценции является свечение живых организмов, которое иногда называют биолюминесценцией. Общеизвестно интенсивное свечение некоторых органов светляков, некоторых глубоководных рыб, ноктикул (причина свечения моря)и некоторых видов грибов и бактерий (причина свечения гнилушек). Исследования показали, что во всех этих случаях имеет место типичная люминесценция, сопровождающая окисление продуктов, вырабатываемых светящимися органами. Почти во всех случаях удалось выделить органическое вещество — люциферин, окисление которого в присутствии фермента люциферазы является причиной свечения (Гарвей, 1917). Окисление люциферина в отсутствии люциферазы свечения не дает. Свечение живых организмов имеет ту интересную особенность, что спектр его содержит исключительно видимые лучи. Этот свет является для глаза идеальным в смысле экономичности, тем более что распределение энергии в спектре свечения точно отвечает распределению чувствительности глаза к разным областям спектра. К сожалению, малая интенсивность свечения не позволяет применять его для осветительных целей. [c.519]

Интересным следствием фотохимических процессов является хемилюминесценция в биологических системах, которую иногда называют биологической люминесценцией. Она представляет собой по. существу процесс, обратный фотохимическому. Испускание света происходит в результате химической реакции, катализируемой ферментом. Насчитывается, вероятно, тысячи различных организмов, обладающих этим свойством. Очень интересную статью, посвященную биолюминесценции, опубликовали Мак-Элрой и Селигер [24] этому же вопросу посвящен обзор [25]. [c.497]

Имеющиеся данные о биохимии люминесценции светляков не позволяют предположить участие в этом процессе перекисного механизма , но у молекулы дипиримидопиразина вoз южнo образование перекисного мостика в нескольких положениях. Процессы биолюминесценции встречаются очень редко и у организмов различного вида сильно отличаются друг от друга. Поэтому, изучая люминесцирующие организмы, вряд ли удастся обнаружить какую-либо специфическую биохимическую реакцию общего характера, играющую важную роль в процессе люминесценции. Может быть, самый важный вывод, который можно сделать из изучения этого процесса, сводится к тому, что в реакциях in vivo могут образовываться возбужденные молекулы, энергия которых на 70 ккал выше энергии основного состояния. Некоторые из таких реакций мы можем обнаружить благодаря случайно возникающей флуоресценции. Если учесть сравнительно редкое возникновение флуоресценции органических молекул в водном растворе при комнатной температуре, то можно, не колеблясь, сказать, что в процессах обмена веществ должно образовываться гораздо больше таких молекул, возбужденных до высоких уровней, чем удается фактически обнаружить благодаря излучению света. [c.179]

Однако есть много других способов возбуждения люминесценции, например путем облучения рентгеновскими лучами, гамма-лучами, электронами или быстрыми частицами, а также путем термического возбуждения уда рными волнами, как в случаях триболюминесценции и сонолюминесценции. Кроме того, имеются явления, такие, как хемилюминесценция и биолюминесценция, при которых возбуждение молекул происходит в результате химических превращений. В действительности появление люминесценции всегда свидетельствует о наличии возбужденных молекул. Это замечание теперь кажется тривиальным, но уместно напомнить, что люминесценция как экспериментальный факт была известна и изучена более чем за полвека до появления модели атома Резерфорда — Бора и создания раннего варианта квантовой теории. Первые исследования люминесценции были выполнены Беккерелем [43] еще в 1859 г. [c.65]

Люминесценция как биологическое явление с давних пор привлекает к себе внимание исследователеГь Изучение биолюминесценции получило материальную основу начиная с последней четверти XIX столетия, когда было установлено, что многие органические вещества при окислении их в водном растворе люминесцируют. В связи с этим высказывалась мысль, что свечение организмов является результатом превращения каких-то веществ. Возникла необходимость изучения химической природы люминесцирующих веществ и ферментативных процессов, приводящих к люминесценции. [c.571]

В этой связи следует упомянуть о биолюминесценции. Биолюминесценция у бактерий, по-видимому, возникала много раз независимо, и таксономия светящихся бактерий сложна [833]. Мак-Элрой и Зелигер [1232, 1233, 1683] предположили, что люминесценция у бактерий появилась как один из первых механизмов защиты от кислорода. Полагают, что светящиеся бактерии образуют вещества, быстро реагирующие со свободным кислородом при нормальной температуре таким образом, что энергия реакции в основном или полностью высвобождается в виде света. При этом кислород отводится от других возможных его мишеней , реакции с которыми причинили бы организму вред. Как правило, для люминесценции достаточно низкого давления кислорода. [c.142]

Существенным требованием в этих методах является, конечно, отличие связанного лиганда от свободного, а влияние белка на свойства лиганда- это именно то свойство, которым обладает люминесценция в отличие от радиоактивности. При биолюминесценции свечение люциферина (длина волны и интенсивность) как in vivo, так и in vitro сильно зависит от связывания люциферина с белками или влияния растворителя в неводной среде [13, 32, 34, 53]. [c.498]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология