Раскрытая загадкa свячэння марскіх хваляў

Спецыялісты з Вялікай Брытаніі, Нямеччыны і Францыі распрацавалі эксперыментальную методыку.

Еўрапейскія фізікі знайшлі тлумачэнне механізму біялюмінесцэнцыі ў аднаклетачных марскіх арганізмаў дзінафлагелятаў, якая выклікае таямнічае свячэнне начных хваль. Вынікі даследавання апублікаваныя ў часопісе Physical Review Letters (пераклад - ria.ru).

Навукоўцы з Вялікай Брытаніі, Нямеччыны і Францыі паказалі, што аднаклетачны арганізм Pyrocystis lunula свеціцца, калі яго клеткавая сценка дэфармуецца пад дзеяннем механічных сіл. Аўтары даследавання распрацавалі эксперыментальную методыку мікраманіпуляцыі і высакахуткаснай візуалізацыі на ўзроўні асобных клетак. Шляхам сістэматычнай змены параметраў яны выявілі, што яркасць успышкі залежыць як ад глыбіні дэфармацыі, так і ад хуткасці, з якой яна ўзнікае.

Даследаванні тлумачаць, што аднаклетачны марскі арганізм генеруе святло ў адказ на механічнае раздражненне ў выніку вязкапругкага водгуку - эфекту, які ўзнікае ў такіх матэрыялах, як вадкасці з суспензіяй палімераў.

У выпадку дзінафлагелятаў гэты механізм, на думку навукоўцаў, хутчэй за ўсё, звязаны з іённымі каналамі, якія ўяўляюць сабой спецыялізаваныя бялкі, размеркаваныя на клеткавай мембране. Калі мембрана нагружаная, гэтыя каналы адкрываюцца, дазваляючы кальцыю перамяшчацца паміж клеткамі, выклікаючы біяхімічны каскад, які вырабляе святло.

«Нягледзячы на дзясяцігоддзі навуковых даследаванняў у галіне біяхіміі, фізічны механізм, з дапамогай якога струмень вадкасці запускае вытворчасць святла, заставаўся незразумелым», - прыводзяцца ў прэс-рэлізе Кембрыджскага ўніверсітэта словы кіраўніка даследавання, прафесара кафедры прыкладной матэматыкі і тэарэтычнай фізікі Райманда Гольдштэйна (Raymond Goldstein).

«Нашы вынікі паказваюць фізічны механізм, з дапамогай якога струмень вадкасці стварае святло, і тое, наколькі элегантным можа быць прыняцце пастаноў на ўзроўні адной ячэйкі», - кажа першы аўтар артыкула доктар Мазіяр Джалаал (Maziyar Jalaal).

Навукоўцы высветлілі, што інтэнсіўнасць святла невысокая, калі здушванне клетак адбываецца павольна ці калі дэфармацыя клеткавай сценкі малая, незалежна ад таго, як хутка вырабляецца здушванне. Яркае свячэнне назіраецца толькі тады, калі амплітуда і хуткасць механічнага ўздзеяння вялікія.

Аўтары распрацавалі матэматычную мадэль, якая тлумачыць звесткі назіранняў.

На наступным этапе даследчыкі плануюць перайсці да колькаснага аналізу размеркавання сіл паміж асобнымі клеткамі ў струмені вадкасці.

Біялюмінесцэнцыя - здольнасць жывых арганізмаў свяціцца - вядомая біёлагам даўно. Самы знакаміты прыклад - светлячкі ў лесе. Гэта ўласцівасць выкарыстоўваецца жывёламі для абароны, нападу і прыцягнення партнёраў для спарвання. Дзінафлагеляты выкарыстоўваюць святло, каб адпудзіць драпежнікаў.

З'ява, выкліканая арганізмамі, якія свецяцца ў павярхоўных пластах вады, называецца свячэннем мора. Раз на некалькі гадоў гэта свячэнне на асобных узбярэжжах становіцца асабліва яскравым, што стварае фантастычныя карціны. Нядаўна такая з'ява адзначалася ля ўзбярэжжа Паўднёвай Каліфорніі.