Тёплыми ночами в конце июня — начале июля, идя вдоль опушки леса, в траве можно заметить яркие зелёные огоньки, будто кто-то зажег маленькие зелёные светодиоды. Летние ночи коротки, наблюдать это зрелище можно в течение буквально пары часов. Но если разгрести траву и посветить фонариком на место, где горит огонёк, можно увидеть невзрачное червеобразное сегментированное насекомое, у которого конец брюшка светится зелёным. Так выглядит самка светляка обыкновенного (Lampyris noctiluca ). В народе его называют иванов червячок , ивановский червячок из-за поверья, что первый раз в году появляется в ночь на Ивана Купалу. Яркий свет способны испускать лишь самки, ожидающие самцов на земле или растительности; самцы же света практически не излучают. Самец у светляка выглядит как обыкновенный нормальный жук с твердыми надкрыльями, самка же во взрослом состоянии остаётся похожей на личинку, и вовсе не имеет крыльев. Свет используется для привлечения самца. Специальный орган, испускающий свечение, расположен на последних сегментах брюшка и устроен очень интересно: есть нижний слой клеток. содержащий большое количество кристаллов мочевины, и действующий как зеркало, отражающее свет. Сам светоносный слой пронизан трахеями (для доступа кислорода) и нервами. Свет образуется при окислении специального вещества — люциферина, с участием АТФ. У светляков это очень эффективный процесс, происходящий почти со 100% КПД, вся энергия идет в свет, практически без выделения тепла. А сейчас немного более подробно обо всем этом.

Светляк обыкновенный (Lampyris noctiluca ) является представителем семейства светляки (Lampyridae ) отряда жуков (жесткокрылых, Coleoptera). У самцов этих жуков сигарообразное тело, длиной до 15 мм, и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами. Они хорошо летают. Самки же своим внешним видом напоминают личинок, имеют червеобразное тело длиной до 18 мм, и бескрылы. Светляков можно увидеть на лесных опушках, сырых полянах, на берегах лесных озер и ручьев.

Главными во всех смыслах слова у них являются светящиеся органы. У большинства светляков они располагаются в задней части брюшка, напоминая большой фонарик. Органы эти устроены по принципу маяка. В них есть своего рода «лампа» - группа клеток-фотоцитов, оплетенная трахеями и нервами. Каждая такая клетка наполнена «топливом», в роли которого выступает вещество люциферин. Когда светлячок дышит, воздух по трахеям поступает в светящийся орган, где под воздействием кислорода люциферин окисляется. В процессе химической реакции высвобождается энергия в виде света. Настоящий маяк всегда излучает свет в нужном направлении - в сторону моря. Светляки в этом плане тоже не отстают. Фотоциты у них окружены клетками, наполненными кристаллами мочевой кислоты. Они выполняют функцию рефлектора (зеркала-отражателя) и позволяют не расходовать ценную энергию напрасно. Впрочем, об экономии эти насекомые могли бы и не заботиться, ведь производительности их светящихся органов может позавидовать любой техник. Коэффициент полезного действия у светляков достигает фантастических 98%! Это значит, что только 2% энергии расходуется напрасно, а в творениях рук человеческих (автомобилях, электроприборах) впустую тратится от 60 до 96% энергии.

В реакции свечения участвуют несколько химических соединений. Одно из них, устойчиво к нагреванию и присутствует в небольшом количестве - люциферин. Другое вещество - фермент люцифераза. Также для реакции свечения необходима ещё и аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Люцифераза представляет собой белок, богатый сульфгидрильными группами.

Свет образуется при окислении люциферина. Без люциферазы скорость реакции между люциферином и кислородом крайне низкая, катализация люциферазой значительно повышает её скорость. В качестве кофактора требуется АТФ.

Свет возникает при переходе оксилюциферина из возбуждённого состояния в основное. При этом оксилюциферин связан с молекулой фермента и в зависимости от гидрофобности микроокружения возбуждённого оксилюциферина испускаемый свет варьирует у различных видов светлячков от жёлто-зелёного (при более гидрофобном микроокружении) до красного (при менее гидрофобном). Дело в том, что при более полярном микроокружении часть энергии рассеивается. Люциферазы из различных светляков генерируют биолюминесценцию с максимумами от 548 до 620 нм. В целом энергетическая эффективность реакции очень высокая: практически вся энергия реакции трансформируется в свет без испускания тепла.

Все жуки содержат один и тот же люциферин. Люциферазы, напротив, у разных видов различны. Отсюда следует, что изменение окраски свечения зависит от строения фермента. Как показали исследования, температура и рН среды оказывают существенное влияние на окраску свечения. На микроскопическом уровне свечение свойственно только цитоплазме клеток, ядро при этом остается темным. Свечение испускается находящимися в цитоплазме фотогенными гранулами. При исследовании в ультрафиолетовых лучах свежих срезов фотогенных клеток эти гранулы можно обнаружить по их другому свойству - флуоресценции,- зависящему от наличия люциферина.

Квантовый выход реакции по сравнению с классическими примерами люминесценции необычайно высок, приближается к единице. Иными словами, на каждую молекулу люциферина, участвующую в реакции, испускается один квант света.

Светляки — хищники, питаются насекомыми и моллюсками. Личинки светляков ведут бродячую жизнь, наподобие личинок жужелиц. Личинки питаются мелкими беспозвоночными, преимущественно наземными моллюсками, в раковинах которых часто укрываются сами.

Взрослые жуки не питаются и вскоре после спаривания и откладки яиц гибнут. Самка яйца откладывает на листья или на землю. Вскоре из них появляются личинки черного цвета с желтыми крапинами. Они много едят и быстро растут и, кстати, тоже светятся. В начале осени, пока еще тепло, забираются под кору деревьев, где проводят всю зиму. Весной выбираются из укрытия, несколько дней откармливаются, а затем окукливаются. Через две недели появляются молодые светлячки.

Глядя на яркое мерцание светлячков, еще с давних времен люди задумывались, почему бы не использовать их в полезных целях. Индейцы крепили их к мокасинам для подсвечивания троп и отпугивания змей. Первые переселенцы в Южную Америку применяли этих жучков в качестве освещения для своих хижин. В некоторых поселениях эта традиция сохранилась и до сегодняшнего дня.

Летней ночью светлячки представляют из себя завораживающее и чудесное зрелище, когда, как в сказке, мерцают, словно маленькие звёзды, в темноте красочные огоньки.

Свет их бывает красно-желтого и зелёного оттенков, различной продолжительности и яркости. Светлячок насекомое относится к отряду жесткокрылых, семейству , которое насчитывает порядка двух тысяч видов, распространённых практически по всем частям света.

Наиболее яркие представители насекомых поселились в субтропиках и тропиках. На территории нашей страны насчитывается приблизительно 20 видов. Светлячок по латыни называется: Lampyridae.

Иногда светлячки испускают более продолжительный свет в полёте, подобно падающим звёздам, летящим и пляшущим огонькам на фоне южной ночи. В истории имеются любопытные факты использования людьми в быту светлячков.

К примеру, летописи свидетельствуют, что первые белые переселенцы, на парусных кораблях приплывшие в Бразилию, где тоже обитают светлячки , освещали свои жилища их естественным светом.

А индейцы, отправляясь на охоту, привязывали эти природные фонарикам к пальцам ног. И яркие насекомые не просто помогали видеть в темноте, но и отпугивали ядовитых змей. Подобную особенность светлячков иногда принято сравнивать по свойствам с лампой дневного света.

Однако, это естественное свечение гораздо удобнее, потому что, испуская свои огоньки, насекомые не нагреваются и не увеличивают температуру тела. Само собой, о подобном позаботилась природа, иначе это могло бы привести к гибели светлячков.

Питание

Живут светлячки в траве, в кустах, во мху или под опавшими листьями. А по ночам выходят на охоту. Светлячки питаются , маленькими , личинками других насекомых, мелкими животными, улитками и гниющими растениями.

Взрослые особи светлячков не питаются, а существуют только для продолжения рода, погибая после спаривания и процесса откладывания яиц. К сожалению, брачные игры этих насекомых иногда доходят до каннибализма.

Кто бы мог подумать, что женские особи этих впечатляющих насекомых, являющихся украшением божественной летней ночи, нередко обладают безумно коварным характером.

Самки вида Photuris, подавая обманные сигналы самцам другого вида, лишь приманивают, как будто для оплодотворения, а вместо желанного соития, пожирают их. Подобное поведение называется учёными агрессивной мимикрией.

Но светлячки бывают и очень полезны, особенно для человека, поедая и устраняя опасных вредителей в опавших листьях деревьев и на огородах. Светлячки в саду — это хорошая примета для садовода.

В , где обитают самые необычные и интересные виды этих насекомых, светлячки обожают расселяться на рисовых полях, где поедают, уничтожая в обилии, пресноводных улиток, очищая плантации от нежелательных прожорливых поселянок, принося неоценимую пользу.

Размножение и продолжительность жизни

Свет, который испускают светлячки бывает разной частоты, что помогает им при спаривании. Когда у самца наступает время продолжения рода, он отправляется на поиски избранницы. И именно она отличает его по оттенку световых сигналов в качестве своего самца.

Чем выразительней и ярче знаки любви, тем больше шансов у партнёра понравиться очаровательной возможной спутнице. В жарких тропиках, среди бурной растительности лесов, кавалеры даже устраивают для своих предполагаемых избранниц своеобразные светомузыкальные групповые серенады, зажигая и погашая светящиеся огоньки-фонарики, которые сверкают почище неоновых огней больших городов.

В тот момент, как большие глаза самца получают от самки необходимый световой сигнал-пароль, светлячок опускается рядом, и брачующиеся некоторое время приветствуют друг друга яркими огоньками, после чего и свершается процесс совокупления.

Самки, в случаях если соитие происходит благополучно, откладывает яички, из которых появляются большие личинки. Они бывают наземными и водными, в основном имеют чёрную с жёлтыми пятнами расцветку.

Личинки обладают невероятной прожорливостью и неимоверным аппетитом. В качестве желанной пищи они могут употреблять раковины и моллюсков, а также мелких беспозвоночных. Они обладают такой же способностью свечения, как и взрослые особи. Насыщаясь летом, при наступлении холодов они прячутся в древесной коре, где и остаются на зимовку.

А весной, только проснувшись, снова начинают активно питаться в течении месяца, а иногда и больше. Потом наступает процесс окукливания, который длится от 7 до 18 дней. После чего появляются взрослые особи, готовые вновь удивлять окружающих своим обворожительным сиянием в темноте. Продолжительность жизни взрослой особи составляет около трёх-четырёх месяцев.

Одним из самых удивительных природных явлений является способность животных издавать свет. Такой феномен имеет научное название биолюминесценция. Большая часть светящихся организмов встречается в мировом океане. На континенте также можно увидеть такое чудо природы – это насекомое светлячок. Этот жук не представляет особой ценности для человека, однако вызывает интерес благодаря своим уникальным способностям.

Светляки – некрупные насекомые. Длина их тела не превышает 25 мм. Окрас покровов разнообразный, но преобладают черные, серые и коричневые оттенки. Хитиновый покров не очень плотный, чаще всего мягкий. Голова у насекомого небольшая. На ней расположены крупные фасеточные глаза и короткие усики, которые бывают различных форм.

Светлякам свойствен половой диморфизм. Самцы имеют типичную структуру жуков и немного похожи внешне на тараканов. Самки же лишены крыльев и надкрыльев, поэтому более похожи на личинок насекомых. Личинка светлячка имеет темный окрас и светлые пятна на боках.

Особенности поведения

Светляки – теплолюбивые насекомые, поэтому большинство видов обитает в тропическом и субтропическом поясах. В умеренном поясе водятся 20 видов, 15 из которых встречаются на территории России. Все взрослые светляки ведут ночной наземный образ жизни. Личинки же могут жить как в водоемах, так и на суше.

Этих насекомых можно встретить на лугах, возле болот, а также в дебрях лиственных лесов. Светлячки хоть и не являются социальными насекомыми, однако часто образуют большие скопления. В дневное время жуки малоподвижны, они все время сидят на траве, дожидаясь заката. В ночное время насекомые просыпаются и начинают быстро летать.

Питание различных видов светляков сильно отличается. В зависимости от рациона насекомые разделяются на основные группы:

Вегетарианцы – питаются нектаром и пыльцой.
Хищники (в том числе и каннибалы) - поедают различных беспозвоночных.
Виды, в которых взрослые насекомые имеют атрофированный рот, поэтому не питаются, а расходуют накопленные в жировом теле питательные вещества.

Размножение и жизненный цикл

В начале лета у светляков начинается брачный период, после которого оплодотворенные самки откладывают яйца в грунт. Вскоре из этих яиц выходят голодные личинки. Независимо от вида, личинки всегда являются хищниками, питающимися моллюсками. После трапезы личинки обычно прячутся в раковинах своих жертв.

Развитие светляков происходит достаточно медленно – от полугода до нескольких лет. Окукливание происходит под корой деревьев или под глыбами камней. В стадии куколки насекомое пребывает 1–2,5 недели. Весной наружу выползает взрослый жук, и цикл начинается снова.

Свечение

Каждое светящееся насекомое имеет специальные органы – латерны, которые генерируют свет. В зависимости от вида количество, форма и размещение этих органов могут различаться. Латерны представляют собой совокупность нервных окончаний, трахей и фотогенных клеток. Под ними расположены клетки-отражатели, наполненные кристаллами мочевой кислоты.

Химические реакции в основе свечения

Для генерации света в фотогенных клетках должны присутствовать четыре вещества:

люциферин;
фермент люцифераза;
кислород;
АТФ как источник энергии.

Свет выделяется во время окисления кислородом вещества люциферин. Люцифераза только ускоряет этот процесс. Реакция проходит следующие стадии

Люциферин при взаимодействии с молекулой АТФ превращается в люцифериладенилат.
Люцифериладенилат взаимодействует с кислородом, превращается в оксилюциферин с выделением АМФ и света.

Цвет свечения зависит от состава люциферазы, которая отличается у многих видов.

Свечение как метод коммуникации

Свечение используется жуками как способ передачи информации. Энтомологи научились различать сигналы, которые используются насекомыми в брачный период: призывы самцов, согласие и отказ самок, а также посткопулятивные сигналы. Кроме того, светляки с помощью люминесценции могут выражать гнев, метить территорию и даже защищаться.

Интересный факт. Самки-хищницы рода Photuris способны издавать световые сигналы, присущи роду Photinus . Привлеченные самцы слетаются на зов и становятся добычей кровожадных обманщиц.

Типы свечения

Ученые заметили, что разные виды светляков издают типичные световые сигналы:

Непрерывное свечение. Генерация света в таком случае происходит постоянно, не управляется насекомым и не зависит от условий окружающей среды. Такой тип свечения свойствен яйцам и личинкам всех видов жуков, а также имаго светляков рода Phengodes .
Прерывающееся свечение. Насекомые генерируют свет длительное время, но его яркость может постепенно меняться в зависимости от суточных ритмов, внешней среды и изменений в теле самого жука.
Пульсация. Этот тип свечения представляет собой регулярные световые вспышки, которые регулируются циркадными ритмами.
Вспышки. Самый распространенный тип свечения. Отличается от пульсации возможностью регуляции длительности каждого цикла, яркости света и других показателей внутренними и внешними факторами.

Интересный факт. Некоторые виды тропических светляков способны настолько точно регулировать периодичность свечения, что насекомые, собранные вместе, «зажигаются» и «тухнут» одновременно.

Почему светлячки светятся: Видео

Светлячки - живые фонарики

Прекрасные и загадочные светлячки способны не только услаждать наш взор. Этим созданиям по силам и более серьёзные дела.

В летние сумерки на опушке леса, у просёлочной дороги или на лугу можно увидеть, если повезёт, в высокой влажной траве «живую звёздочку». Подойдя поближе, чтобы хорошенько рассмотреть таинственную «лампочку», вы скорее всего будете разочарованы, обнаружив на стебельке мягкое червеобразное тельце со светящимся концом членистого брюшка.

М-да... Зрелище совсем не романтичное. Светлячком, пожалуй, лучше любоваться издали. Но что это за существо, неудержимо манящее нас своим прохладным зеленоватым сиянием?

ОГНЕННЫЕ СТРАСТИ

Светляк обыкновенный - а именно он обращает на себя наше внимание на большей части территории Европейской России - это жук из семейства лампирид. К сожалению, его название сегодня явно устарело - в дачных местностях вблизи больших городов «живой фонарик» давно стал редкостью.

В старину на Руси это насекомое знали как Иванова (или ивановского) червячка. Жук, похожий на червяка? Может ли быть такое? Может. Ведь наш герой - создание в каком-то смысле недоразвитое. Зеленоватая «лампочка» - это бескрылая личинкоподобная самка. На конце её незащищённого брюшка есть специальный светящийся орган, с помощью которого жучиха призывает самца.

«Я здесь, и я ещё ни с кем не спарилась», - вот что означает её световой сигнал. Тот, к кому обращен этот «знак любви», по виду - обычный жук. С головой, крыльями, ногами. Иллюминацию не устраивает - она ему ни к чему. Его задача - обнаружить свободную самку и спариться с ней для продолжения рода.

Возможно, наши далёкие предки интуитивно чувствовали, что в таинственном свете насекомых содержится любовный призыв. Не зря же они связали название жука с Иваном Купалой - древним языческим праздником летнего солнцестояния.

Его отмечают 24 июня по старому стилю (7 июля - по новому). Именно в этот период года проще всего найти светлячка. Ну а если он будет сидеть на листе папоротника, то издалека может сойти за тот самый чудесный цветок, который распускается в сказочную купальскую ночь.

Как уже говорилось, иванов червячок - представитель семейства светящихся жуков-лампирид, насчитывающего около двух тысяч видов. Правда, большинство насекомых, излучающих сияние, предпочитают тропики и субтропики. Полюбоваться этими экзотическими созданиями, не покидая пределов России, можно в Приморье на Черноморском побережье Кавказа.

Если вам доводилось прогуливаться тёплым вечером по сочинским или адлерским набережным и аллеям, вы не могли не заметить маленькие желтоватые трассирующие огоньки, наполняющие летние сумерки «русской Ривьеры». «Дизайнер» этой впечатляющей иллюминации - жук люциола мингрелика (Luciola mingrelica), причём свой вклад в световое оформление курорта вносят и самки, и самцы.

В отличие от немигающего сияния нашей северной светлячихи, половая сигнальная система южан сродни световой морзянке. Кавалеры летают невысоко над землёй и непрерывно с одинаковыми интервалами испускают поисковые сигналы - вспышки света. Если жених окажется поблизости от сидящей на листьях куста суженой, она отвечает ему своей характерной вспышкой. Заметив этот «знак любви», самец резко меняет курс полёта, приближается к самке и начинает посылать сигналы ухаживания - более короткие и частые вспышки.

В странах Юго-Восточной Азии живут светлячки, способные координировать подачу своих «любовных призывов» с сигналами находящихся поблизости сотоварищей. В результате возникает поразительная картина: в воздухе и в кронах деревьев начинают синхронно вспыхивать и гаснуть тысячи крошечных живых лампочек. Кажется, что невидимый дирижёр управляет этой волшебной светомузыкой.

Такое феерическое зрелище издавна собирает в Японии множество восторженных поклонников. Ежегодно в июне-июле в разных городах Страны восходящего солнца проходит Хотару Мацури - Праздник светлячков.

Обычно в тёплую погоду перед началом массового лёта светящихся жуков люди собираются в сумерках в саду возле какого-нибудь буддийского или синтоистского храма. Как правило, «жучиный фестиваль» приурочивают к новолунию - чтобы «посторонний» свет не отвлекал зрителей от сказочного представления живых огоньков. Многие японцы считают крылатые фонарики душами своих умерших предков.

Кадр из аниме "Могила светлячков"

ПОВЕРИВ АЛГЕБРОЙ ГАРМОНИЮ...

Слов нет, звёздочки, светящиеся под ногами, в кронах деревьев или барражирующие почти над самой головой в тёплом ночном воздухе. - зрелище поистине волшебное. Но это далёкое от науки определение не может удовлетворить учёного, который стремится познать физическую природу всякого явления окружающего мира.

Раскрыть тайну «его сиятельства» жука-лампирида - такую цель поставил перед собой французский физиолог XIX века Рафаэль Дюбуа. Для решения этой задачи он отделял органы свечения от брюшка насекомых и растирал их в ступке, превращая в светящуюся гомогенную кашицу, затем подливал немного холодной воды. «Фонарик» светил в ступке ещё несколько минут, после чего гас.

Когда учёный добавлял в кашицу, приготовленную тем же способом, кипяток, огонёк потухал мгновенно. Однажды исследователь на пробу соединил содержимое «холодной» и «горячей» ступок. К его изумлению, свечение возобновилось! Дюбуа оставалось только объяснить с точки зрения химии такой неожиданный эффект.

Крепко поломав голову, физиолог пришёл к выводу: «живую лампочку» «включают» два разных химических вещества. Учёный назвал их люциферин и люцифераза. При этом второе вещество каким-то образом активизирует первое, заставляя его светиться.

В «холодной» ступке свечение прекратилось, поскольку кончился люциферин, а в «горячей» - потому что под действием высокой температуры разрушилась люцифераза. Когда содержимое обеих ступок соединили, люциферин и люцифераза снова встретились и «засияли».

Дальнейшие исследования подтвердили правоту французского физиолога. Более того, как выяснилось, химические вещества типа люциферина и люциферазы присутствуют в светящихся органах всех известных видов жуков-лампиридов, живущих в разных странах и даже на разных континентах.

Разгадав феномен свечения насекомых, учёные со временем проникли и в другой секрет «сиятельных особ». Как рождается синхронная светомузыка, о которой мы рассказали выше? Изучая световые органы «огненных» букашек, исследователи установили, что нервные волокна связывают их с глазами светлячков.

Работа «живой лампочки» напрямую зависит от сигналов, которые получает и обрабатывает зрительный анализатор насекомого; последний, в свою очередь, подаёт команды на световой орган. Конечно, один жук не может охватить взглядом крону большого дерева или пространство поляны. Он видит вспышки сородичей, находящихся с ним рядом, и действует с ними в унисон.

Те ориентируются на своих соседей и так далее. Возникает своеобразная «агентурная сеть», в которой каждый маленький сигнальщик находится на своём месте и передаёт световую информацию по цепочке, не зная, сколько всего особей задействовано в системе.

С «ЕГО СИЯТЕЛЬСТВОМ» ПО ДЖУНГЛЯМ

Конечно, люди ценят светлячков прежде всего за красоту, загадочность и романтичность. Но в той же Японии, например, в старину этих насекомых собирали в специальные плетёные сосуды. Знать и богатые гейши использовали их в качестве изящных ночников, а бедным студентам «живые фонарики» помогали зубрить по ночам. Кстати 38 жуков дают столько света, сколько средняя по размерам восковая свеча.

«Звёздочками на ножках» как осветительными приборами с давних пор пользовались коренные жители Центральной и Южной Америки для ритуального украшения жилищ и самих себя в дни праздников. Первые европейские переселенцы в Бразилии наполняли жуками вместо масла лампады возле католических икон. Особо ценную услугу «живые фонарики» оказывали тем, кто путешествовал по джунглям Амазонии.

Чтобы обезопасить ночное передвижение по кишащему змеями и прочими ядовитыми тварями тропическому лесу, индейцы привязывали светлячков к ногам. Благодаря такой «иллюминации» риск случайно наступить на опасного обитателя джунглей значительно уменьшался.

Современному любителю экстрима даже амазонская чаща может показаться исхоженным местом. Сегодня единственная область, где туризм делает только первые шаги, - это космос. Но, оказывается, и в его освоение светлячки способны внести свой достойный вклад.

ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА МАРСЕ -РАССКАЖЕТ СВЕТЛЯК

Вспомним ещё раз Рафаэля Дюбуа, стараниями которого мир в XIX веке узнал о люциферине и люциферазе - двух химических веществах, обусловливающих «живое» сияние. В первой половине минувшего столетия его открытие было существенно дополнено.

Выяснилось, что для правильной работы «жучиной лампочки» необходима третья составляющая, а именно - аденозинтрифосфорная кислота, или сокращённо - АТФ. Эту важнейшую биологическую молекулу обнаружили в 1929 году, так что французский физиолог даже не подозревал о её участии в его экспериментах.

В фильме "Аватар" в темноте светятся не только насекомые и животные, но и растения

АТФ представляет собой своеобразный «портативный аккумулятор» в живой клетке, задача которого - обеспечение энергией всех реакций биохимического синтеза. В том числе и взаимодействия между люциферином и люциферазой - ведь для светоиспускания тоже нужна энергия. Сначала благодаря аденозинтрифосфорной кислоте люциферин переходит в особую «энергетическую» форму, а затем люцифераза включает реакцию, в результате которой его «лишняя» энергия преобразуется в квант света.

Ещё в реакциях свечения жуков-лампиридов участвуют кислород, перекись водорода, оксид азота и кальций. Вот как всё непросто в «живых лампочках»! Зато у них поразительно высокий КПД. В результате превращения химической энергии АТФ в свет теряется в виде тепла только два процента, в то время как у электрической лампочки бесполезно расходуется 96 процентов энергии.

Всё это хорошо, скажете вы, но при чём здесь космос? А вот при чём. Упомянутую кислоту «умеют делать» только живые организмы, но зато абсолютно все - от вирусов и бактерий до человека. Люциферин и люцифераза способны светиться в присутствии АТФ, которую синтезировал любой живой организм, не обязательно светлячок.

В то же время эти два вещества, открытые Дюбуа, искусственно лишённые своего неизменного спутника, не дадут «огонька». Зато если все три участника реакции вновь соберутся вместе, свечение может возобновиться.

Вот на этой идее и был основан проект, который разрабатывали в Американском аэрокосмическом агентстве (NASA) в 60-е годы прошлого века. Предполагалось снабжать автоматические космические лаборатории, предназначенные для изучения поверхности планет Солнечной системы, специальными контейнерами, содержащими люциферин и люциферазу. При этом они должны были быть полностью очищены от АТФ.

Взяв пробу грунта на другой планете, следовало, не теряя времени, соединить небольшое количество «космической» почвы с земными субстратами свечения. Если на поверхности небесного тела обитают хотя бы микроорганизмы, то их АТФ вступит в контакт с люциферином, «зарядит» его, а затем люцифераза «включит» реакцию свечения.

Полученный световой сигнал передаётся на Землю, и там люди сразу поймут - жизнь есть! Ну а отсутствие свечения, увы, будет означать, что этот островок во Вселенной скорее всего безжизнен. Пока, судя по всему, ещё ни с одной планеты Солнечной системы нам не мигнул зеленоватый «живой огонёк». Но - исследования продолжаются!

Если вы хотите выложить эту статью на ваш сайт или блог, то это разрешается лишь при наличии активной и индексируемой обратной ссылки на источник.

Живое сияние

«...сначала там мигали только две или три зеленые точки, плавно скользившие среди деревьев.
Но постепенно их становилось больше, и вот уже вся роща освещена фантастическим зеленым заревом.
Никогда нам не доводилось видеть такого огромного скопления светлячков.
Они носились облаком среди деревьев, ползали по траве, кустам и стволам...
Потом сверкающие потоки светлячков поплыли над заливом...»

Дж.Даррелл. «Моя семья и другие звери»

Слышал о светлячках, наверное, каждый. Многие их видели. Но что мы знаем о биологии этих удивительных насекомых?

Светлячки, или светляки, – представители отдельного семейства Lampyridae в отряде жуков. Всего их насчитывается около 2000 видов, и распространены они практически по всему свету. Размеры разных видов светлячков составляют от 4 до 20 мм. У самцов этих жуков сигарообразное тело и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами и короткими антеннами, а также весьма надежные и крепкие крылья. А вот самки светлячков обычно бескрылы, мягкотелы и своим внешним видом напоминают личинок. Правда, в Австралии есть виды, у которых крылья развиты как у самцов, так и у самок.

Все виды светляков обладают удивительной способностью испускать в темноте мягкий фосфоресцирующий свет. Их орган свечения – фотофор – чаще всего располагается на конце брюшка и состоит из трех слоев. Нижний слой выполняет роль рефлектора – цитоплазма его клеток заполнена микроскопическими кристалликами мочевой кислоты, отражающими свет. Верхний слой представлен прозрачной, пропускающей свет кутикулой – словом все, как в обычном фонаре. Собственно фотогенные, вырабатывающие свет клетки, расположены в среднем слое фотофора. Они густо оплетены трахеями, по которым поступает воздух с необходимым для реакции кислородом, и содержат огромное количество митохондрий. Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для окисления особого вещества люциферина при участии соответствующего фермента – люциферазы. Зримым результатом этой реакции и является биолюминесценция – свечение.

Коэффициент полезного действия фонариков светлячков необыкновенно высок. Если в обычной электрической лампочке в видимый свет превращается лишь 5% энергии (а остальная рассеивается в виде тепла), то у светлячков в световые лучи переходит от 87 до 98% энергии!

Свет, испускаемый этими насекомыми, относится к довольно узкой желто-зеленой зоне спектра и имеет длину волны 500–650 нм. Ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в биолюминесцентном свете светлячков нет.

Процесс свечения находится под нервным контролем. Многие виды способны по своему желанию уменьшать и увеличивать силу света, а также испускать прерывистый свет.

Обладают светящимся органом как самцы, так и самки светлячков. Более того, светятся, хотя и гораздо слабее, личинки, куколки, и даже отложенные этими жуками яички.

Свет, испускаемый многими тропическими видами светлячков, очень яркий. Первые европейцы, поселившиеся в Бразилии, при отсутствии свечей освещали свои дома светлячками. Ими же наполняли лампады перед иконами. Индейцы, путешествуя ночью через джунгли, до сих пор привязывают к большим пальцам на ногах крупных светлячков. Их свет не только помогает видеть дорогу, но и, возможно, отпугивает змей.

Энтомолог Эвелин Чисман в 1932 г. писала, что некоторые эксцентричные дамы Южной Америки и Вест-Индии, где водятся особенно крупные светлячки, перед вечерними праздниками украшали этими насекомыми свои прическу и платье, и живые украшения на них сверкали подобно бриллиантам.

Мы с вами не можем полюбоваться свечением ярких тропических видов, но и у нас в стране живут светлячки.

Наш наиболее обычный большой светляк (Lampyris noctiluca ) известен еще под названием «иванов червячок ». Такое название получила самка этого вида, имеющая удлиненное бескрылое тело. Именно ее довольно яркий фонарик мы обычно замечаем по вечерам. Самцы иванова червячка – маленькие (около 1 см) бурые жучки с хорошо развитыми крыльями. У них тоже есть органы свечения, но заметить их обычно можно, только взяв насекомое в руки.

В книге Джеральда Даррелла, строки из которой взяты в качестве эпиграфа к нашей статье, упоминается, скорее всего, летающий светлячок - жук люциола мингрелика Luciola mingrelica , встречающийся не только в Греции, но и на побережье Черного моря (в том числе в районе Новороссийска), и часто устраивающий там похожие фантастические представления.

Photinus pyralis в полёте

А в Приморье можно встретить редкого и малоизученного светлячка пироцелию (Pyrocaelia rufa ). И самцы и самки этого вида активно светятся в темные августовские ночи.

В Японии обитают Luciola parva и Luciola vitticollis .

Считается, что биолюминесценция светлячков – средство межполового общения: световыми сигналами партнеры дают знать друг другу о своем местонахождении. И если наши светлячки светятся постоянным светом, то многие тропические и североамериканские формы мигают своими фонариками, причем в определенном ритме. Некоторые виды исполняют для своих партнеров настоящие серенады, причем хоровые, вспыхивая и затухая в унисон всей стаей, собравшейся на одном дереве.

А жуки, расположившиеся на соседнем дереве, тоже вспыхивают согласованно, но не в такт с светлячками, сидящими на первом дереве. Также, в своем собственном ритме, светятся жучки и на других деревьях. Очевидцы говорят, что это зрелище настолько яркое и красивое, что затмевает иллюминацию крупных городов.

Час за часом, неделями и даже месяцами, жучки мигают на своих деревьях все в том же ритме. Ни ветер, ни сильный дождь не могут изменить интенсивности и частоты вспышек. Только яркий свет луны способен на некоторое время притушить эти уникальные природные фонарики.

Можно нарушить синхронность вспышек, если осветить дерево яркой лампой. Но, когда внешний свет погаснет, светлячки опять, словно по команде, начинают мигать. Сначала те, что в центре дерева, приспосабливаются к одному ритму, потом соседние жуки подключаются к ним и постепенно волны вспыхивающих в унисон огоньков распространяются по всем ветвям дерева.

Самцы разных видов светлячков летают в поисках вспышек определенной интенсивности и частоты – сигналов, испускаемых самкой своего вида. Как только огромные глаза улавливают нужный световой пароль, самец опускаются рядом, и жуки, посияв друг для друга огнями, совершают таинство бракосочетания. Впрочем, эта идиллическая картина может иногда нарушаться самым кошмарным образом по вине самок некоторых видов, принадлежащих к роду Photuris . Эти самки испускают сигналы, привлекающие самцов других видов. А потом попросту закусывают ими. Подобное явление носит название агрессивной мимикрии .