Зачем червям система биолюминесценции?

Наука и жизньНаука

Они живые и светятся

Рассказывают кандидаты биологических наук Наталья Родионова и Валентин Петушков, научные сотрудники лаборатории фотобиологии Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН. Беседовала Наталия Лескова

Свечение фридериции Fridericia heliota в таёжной почве. Фото Натальи Родионовой и Валентина Петушкова

Когда мы слышим про светящиеся организмы, то вспоминаем разве что светлячков — маленьких жуков, наделённых специальными органами свечения — лантернами. Но на самом деле свечение в природе — не такое уж редкое явление. Например, существует целый ряд червей, обладающих свойством биолюминесценции, причём некоторые из них живут у нас, в Сибири… Но зачем червям система биолюминесценции? Как она работает, чем отличается у разных организмов? И может ли это свойство некоторых беспозвоночных оказаться полезным людям?

За разъяснениями мы обратились к биологам — к тем, которые исследовали сибирских светящихся червей, и к химику-аналитику, сумевшему «нарисовать» формулу живого света.

Валентин Николаевич Петушков и Наталья Сергеевна Родионова, лаборатория фотобиологии Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН. Фото Анастасии Тамаровской, КНЦ СО РАН

— Если черви светятся, значит, наверное, им это для чего-то нужно… Для чего именно?

— Это интересный вопрос. На сегодняшний день известно около двух десятков видов светящихся кольчатых червей — правда, в основном, тропических. В Сибири найдены четыре биолюминесцентных вида, в том числе Fridericia heliota, и два недавно открытых родственных вида Henlea: H.petusushkovi и H.rodionovae. Эти земляные черви широко распространены в Красноярском крае и Иркутской области, их можно найти даже в обычном огороде. Но до сих пор непонятно, как и сколько раз возникала биолюминесценция в ходе эволюции, сколько всего существует вариантов биолюминесценции. Известно несколько биологических функций биолюминесценции: привлечение добычи, коммуникация и привлечение брачных партнёров, определение свой/чужой, привлечение в ночное время насекомых — переносчиков спор, отпугивание хищника, отвлечение врага, маскировка на фоне естественных источников света... И всё же роль биолюминесценции в жизни многих светящихся организмов так и остаётся загадкой.

Что касается червей, то, например, с морскими полихетами всё понятно. Им биолюминесценция нужна для размножения. Так, у морских полихет рода Odontosyllis существует брачный ритуал, который происходит каждый месяц в период полнолуния: он начинается через 55 минут после астрономического захода солнца и длится от 10 до 30 минут. На это биолюминесцентное шоу туристам продают билеты и привозят на корабликах в нужное место. Самки Odontosyllis enopla начинают плавать медленными кругами у поверхности воды, выделяя при этом яркую голубовато-зелёную светящуюся слизь. Самцы резко поднимаются из глубины и плывут к самкам, испуская короткие импульсы света. У взрослых O.enopla есть четыре глаза. И хотя самцы этих полихет меньше самок, глаза у них крупнее и настроены на длины волн свечения самок. В брачном танце все участники выпускают свои гаметы. Шоу длится от 10 до 30 минут, после чего всё резко прекращается…

Фото Натальи Родионовой и Валентина Петушкова
Название
Фото Натальи Родионовой и Валентина Петушкова
Сбор светящихся червей в таёжной деревеньке под Красноярском и её окрестностях. Там водятся как Fridericia heliota, так и Henlea petushkovi. Однако F. heliota составляют 99%, а H. petushkovi — всего 1% среди всех светящихся олигохет. Фото Натальи Родионовой и Валентина Петушкова

— …Ну а с земляными червями есть какая-то ясность? Что случилось бы, перестань они светиться?

— Зачем светятся земляные черви, мы пока не знаем. Тропические светящиеся черви, наши Henlea sp. и Microscolex phospsphoreusus, впервые обнаруженные в Сибири, выпускают светящуюся слизь. Поэтому для них можно предположить поиск партнёра по светящемуся следу в земле или тоже брачные игры в воде.

Но! Эти черви не имеют глаз, только светочувствительные клетки, что достаточно для отрицательного фототаксиса — они отползают от яркого света в укрытие, но недостаточно для того, чтобы видеть биолюминесценцию слизи. Да и намного проще находить след по химическим меткам слизи, без всякого свечения.

Возможно, свойство биолюминесценции осталось у этих червей как атавизм с тех давних времён, когда они были глазастыми и резвились в воде. Но за миллионы лет ненужная способность отпала бы, ведь она энергозатратна. В общем, сплошные загадки!

Осенний сбор в октябре, уже из-под снега. Фото Натальи Родионовой и Валентина Петушкова

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении