Люминесценция светляка

Рис. 3. Циклическое превращение компонентов, обеспечивающих люминесценцию светляка.

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]

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]

Люминесценция и флуоресценция. Люминесценция (хемилюминесценция)— хорошо известное явление она служит причиной излучения холодного света такими разнообразными живыми организмами, как бактерии, грибы, медузы и светляки. Однако лишь немногие химические препараты, характеризующиеся этим свойством, доступны в неограниченном количестве для лабораторного изучения. Нитрат Н,Н -диметилдиакридиния (четвертичная соль соединения LVII) является веществом, которое легко получается и сильно люминесцирует при [c.422]

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]

Явление люминесценции чаще всего встречается у морских животных (ракообразных, медуз, моллюсков, жгутиковых, глубоководных рыб и др.), а также у бактерий, нек-рых червей и насекомых (светляки, жуки, мухи). Спектр излучения света у разных видов люминесцирующих организмов различен излучение светляка имеет максимум при 565 ммк, различных бактерий — в пределах 470—550 ммк, ракообразного ypridina hilgendorfii при 480 ммк. Уругвайский железнодорожный червь замечателен своей способностью испускать свет двух цветов зеленый — вдоль каждой стороны тела и красный — в головной части. [c.500]

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]

Мак-Элрой с сотрудниками (1954) обнаружили также, что для люминесценции необходимо присутствие еще одного компонента, который назвали бактериальным люциферином. Вскоре удалось показать, что бактериальный люциферин в некоторых отношениях аналогичен компоненту люминесцентной системы светляков и что этот компонент присутствует в больших количествах в корковом веществе почек свиньи. Кормиер и Штрехлер (1953) установили, что он представляет собой пальмитиновый альдегид. Затем оказалось, что целый ряд высших алифатических альдегидов, содержащих Сб—С]8, может способствовать излучению света. Зависимость между общим количеством испускаемого света и концентрацией додеканового альдегида показана на рис. 95. [c.342]

Ультрафиолетовая абсорбция дает пик при 270 ммк и небольшой выступ при 258 ммк, который может принадлежать связанному или адсорбированному люциферину. Температурный оптимум для люминесценции 23° с обратимой денатурацией выше этой температуры с необратимой денатурацией, начинающейся при 35°. Оптимум pH при 7,8. Функция люциферазы светляка заключается прежде всего в образовании адениллюциферина из АТФ и в связывании кислорода в форме промежуточной перекиси, чтобы обеспечить достаточно энергии для осуществления желтой флуоресценции этого организма. [c.345]

При целом ряде химических реакций (особенно экзотермических) один нли несколько продуктов могут оказаться возбужденными. Возбужденная молекула может испустить квант энергии и возвратиться в свое нормальное состояние. В этом случае мы говорим о хемолюминесцентных реакциях, примером которых могут служить реакции окисления фосфора или люциферина в организме светляка. Однако отсутствие люминесценции не обязательно означает, что в результате реакции возбужденные молекулы не образуются. Энергия возбуждения может передаваться другой молекуле, которая в результате этого может принять участие в обычной эндотермической реакции (см. гл. УП), или же рассеиваться в виде тепла (см. гл. VI). [c.91]

В том случае, когда люминесценция используется светляками для посылки прерывистого сигнала, она должна регулироваться нервной системой. Вероятно, поэтому и механизм хемолюминесцен-ции светляков более сложен, чем у светящихся бактерий или ypridina. [c.177]

Хотя фундаментальные механизмы, лежащие в основе испускания света при протекании биологических и химических реакций, должны быть одними и теми же. эти двг области развивались независимо примерно до середины 60-х гг. Из биологических систем детальный механизм люминесценции обоснован только в случае светляка ypridina и кишечнополостных, тогда как механизмы хемилюминесценции хорошо изучены для большого числа органических соединений. [c.494]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология