Predstavte si, že vojdete do prítmia diskotéky, a namiesto trblietavej diskogule a farebných svetiel uvidíte na stene zavesené modro svetielkujúce banány. Znie to ako scéna zo sci-fi románu alebo prejav bujnej fantázie?
Fluorescencia banánov
Každý z nás pozná farbu banánov a dokáže odlíšiť nezrelý banán od zrelého. Hruška je zelená, jablko červené. Ako ukázal výskum Bernharda Kräutlera z univerzity v Innsbrucku a tímu, banány ožiarené UV svetlom vyžarujú modré svetlo. Zrelé banány pod UV žiarením fluoreskujú na modro. Vďaka tomu ich opice vidia na stromoch výraznejšie.
Vedci zistili, že toto modré svetlo spôsobuje rozklad chlorofylu, zeleného farbiva rastlín, v banánových šupkách. Štandardné žlté sfarbenie banánov je spôsobené prítomnosťou farbív, karotenoidov a xantofylov, ktoré sú pod normálnym svetlom pre ľudské oko žlté.
Tento prejav fluorescencie závisí od stupňa zrelosti ovocia. Banán pod UV svetlom svieti lepšie, keď je zrelý, ako keď je nezrelý. Postupom času sa však v banáne farbivá rozpadávajú, na šupke sa začínajú rýchlo objavovať hnedočierne škvrny označujúce mŕtve pletivo a fluorescencia postupne klesá na nulu.
Opusťme však priestor laboratória a pozrime sa, čo tento fakt znamená v prírode. Na rozdiel od ľudí, veľa zvierat vidí svetlo inak. V priamom slnečnom žiarení teda vidia zvieratá výraznejšie sfarbený banán, čo im poskytuje zreteľnú informáciu o tom, že ovocie je zrelé a jedlé.
Navyše, modré fluorescenčné látky môžu okrem lákania zveri slúžiť aj na ochranu banánov voči UV lúčom, podobne ako krém na opaľovanie. Profesor Kräutler naznačil, že výsledky jeho výskumu bude možné použiť na ďalšie štúdium dôležitých procesov prebiehajúcich v rastlinných bunkách.
Bioluminiscencia sépií a jej význam
Vedci sa hrali so svetielkujúcimi baktériami v tele morskej sépie, až našli možný kľúč k riešeniu globálnej krízy v medicíne. Hlavonožce sú všeobecne známe svojimi kúzelníckymi schopnosťami maskovania zmenou farby, no aj štruktúry kože.
Nechce byť zdola videná, no vo svite jasnej noci je jej telo pri hladine nápadné ako čierny tieň a potrava by ju dokázala hravo zbadať a skryť sa. Bez právnikov a notársky overených podpisov uzavreli spolu medzidruhovú dohodu na dobu neurčitú. Baktérie sa postarajú o to, že za noci sa bude brucho morského predátora na nerozoznanie podobať hviezdnatej oblohe a výrazne tak uľahčí hlavonožcovi lov. Sépia teda pláva pod hladinou, chrbtovou stranou tela “vyhodnocuje” intenzitu svitu oblohy a podľa toho jej na brušnej strane baktérie svojou bioluminiscenciou vytvárajú maskovanie.
Zaujal ich hlavne fakt, že baktérie nesvietia stále a individuálne. Bioluminiscencia je vyvolaná náhle v celej populácii baktérií, keď dosiahne určitý počet jedincov. Otázkou bolo, akým spôsobom môžu takéto jednoduché prokaryotické mikroorganizmy komunikovať. Ako vedia bez zmyslových orgánov spustiť konkrétne správanie (svietenie) na záhadný povel? Ukázalo sa, že vedia oveľa viac.
Vyhodnocujú biochemickými signálmi a receptormi počet jedincov svojho druhu, počet všetkých baktérií v okolí, a takto dokážu regulovať stovky druhov reakcií a chovania. Niekedy aj základný výskum prinesie veľmi konkrétne ovocie, o míle presiahne pôvodný horizont a nezostane iba úsmevným námetom prírodopisného dokumentu.
Skutočne, kríza ATB pravdepodobne ešte iba nastupuje. Vracajú sa nám v novej odolnejšej podobe potlačené choroby ako napr. Väčšina z dnešných antibakteriálnych liekov, vrátane tých nedávno popisovaných v Nature, účinkuje tak, že nejakým spôsobom zabráni tvorbe bunkovej steny baktérie. No baktérie sa evolučne vyvíjajú tak rýchlo, že tieto naše finty po pár desaťročiach odhalili a vybudovali si odolnosť. Chce to asi principiálne nový prístup.
Aj vďaka svetielkujúcim baktériám existuje nádej. Výskum slovenských vedcov zo SAV zverejnil časopis Naturwissenschaften. Všimli si ho aj svetové portály.
Svetielkovanie u švábov a iných organizmov
Najstaršie fosílie dokonca preukazujú svetielkovanie už v devóne (viac ako 400 milión rokov). Na súši je situácia úplne iná. Farba je rôzna, od infračervenej až po modrú. Aká je teda funkcia svetielkovania? Takže svetielkovanie bolo užitočné ešte pred tým ako vzniklo.
Výsledný efekt je teda rovnaký. A pretože sú kováčiky toxické, pre šváby je ich mimikry, čiže napodobňovanie veľmi efektívne. Kováčiky svetelné znečistenie znášajú dobre a žijú aj v mestách - vtáky ich vďaka ich jedovatosti veľmi dobre poznajú. Takéto šváby sú však veľmi vzácne. A náš novoobjavený druh Lucihormetica luckae má proste smolu. Nielenže bol videný len raz, jeho lokalita na úpätí sopky Tungurahua bola úplne zničená erupciou 5.
Existujú dravé svetlušky, ktoré tiež napodobňujú svetelné signály svojej koristi. Naše šváby sa za svetlo iba schovávajú. Pod lampou... Zdroj: Vršanský, P., D. Chorvát, I. Fritzsche, M. Hain & R. Ševčík, 2012. Light-mimicking cockroaches indicate Tertiary origin of recent terrestrial luminescence. Naturwissenschaften, 5 August online.
tags:
