Zářící schopnosti aneb Kdo v přírodě svítí?

Někteří zástupci živočišné a rostlinné říše umějí světélkovat neboli vyzařovat světlo. Tato schopnost se vyvinula u různých druhů nezávisle na sobě. Využívají ji k zastrašování nepřátel, lákání kořisti či k námluvám. Kteří zástupci fauny a flóry ovládají tajemství tzv. bioluminiscence?

Schopnost některých živých organismů vyzařovat světlo je výsledkem oxidace pigmentu luciferinu za přítomnosti enzymu luciferázy. Energie, jež se při tomto ději uvolňuje, je následně vyzářena do okolí. Proces je velmi efektivní, až 96 % vložené energie je přeměněno na světlo, jen pouhá 4 % na teplo.

To je o mnoho více, než dokážou i ty nejúspornější žárovky, u kterých se většina energie (až 90 %) ztratí ve formě tepla.

Ďas mořský

Mořský ďas je dravá ryba, která upřednostňuje život v hlubinách u mořského dna. Tomu má uzpůsobenu i stavbu těla, jež je relativně nízké a široké. Nejširším a zároveň nejnižším bodem těla je hlava, vybavená velikou tlamou s řadou ostrých zahnutých zubů. Zabírá přibližně třetinu velikosti a dvě třetiny hmotnosti ďasova těla. Část hřbetní ploutve má ďas přeměněnu v útvary, připomínající tykadla.

Na prvním z nich se nachází zvláštní světélkující útvar, který slouží jako návnada při lovu.

Když samec ďasa narazí na samici, zakousne se do jejího těla, protože se bojí, že jinou už by ve tmě nemusel potkat. Postupně do těla samičky zaroste, a dokonce se propojí jejich trávicí trakty. Samice může mít takto „přisátých“ až pět samečků.

Jdi za světlem, rybko!

Kořist je světlem nalákána, a sama se tak dostane do blízkosti ďasových úst. Tomu pak stačí ležet na mořském dně mezi řasami a vyčkávat, nemusí být nijak rychlým lovcem. Ostatně tělo ďasa je hnědé, červené či zelenošedé bez šupin, zato s výčnělky, které skvěle imitují nepravidelný povrch mořského dna, takže je opravdu nenápadný.

Postačí, když ve správný okamžik vystartuje po rybce, která připlula dostatečně blízko.

Medúza Aequorea victoria (pohárovka)

Tyto přibližně 3 cm velké medúzy jsou bezbarvé a průhledné. Fakt, že jsou schopny bioluminiscence, je známý až od roku 1955. Obsahují zelený fluorescenční protein (GFP), který v biovědě rozpoutal doslova revoluci. Vědci z Princetonské univerzity v USA podrobili zkoumání tisíce těchto medúz, aby v nich objevili protein odpovědný za světélkování.

Nejprve se jim podařilo extrahovat protein aequorin, ten však emituje modré světlo, zatímco medúza svítí zeleně.

Medúzky na konci jara nepohlavně vypučí z kolonií polypovců, žijících na skalnatých mořských podložích. Tyto volně se pohybující medúzy stráví celý svůj život jako součást planktonu. Když dosáhnou velikosti 3 cm, pohlavně dozrají. Jejich pohlavní buňky se volně setkají ve vodě a v případě splynutí vytvoří další kolonii polypovců na mořském dně.

Převrat v pozorování rakoviny

Až později objevili v tělech medúz GFP, kterému protein aequorin pouze nezářivě předával svoji energii. Zelený fluorescenční protein umožňuje pozorovat vnitřní procesy uvnitř živých organismů. Díky němu lze v lidském těle sledovat například vývoj nervových buněk v mozku, bujení rakoviny či rozvoj Alzheimerovy choroby.

Vědci v čele s Japoncem Osamu Šimomurou za jeho objev získali roku 2008 Nobelovu cenu.

Talířovka svítivá

Tato medúza, obývající moře celého světa, mívá modrofialové zbarvení, někdy s růžovými tóny. Má polokulovitý zvon o průměru asi 10 cm a čtyři chapadla, dlouhá až metr. Je pokryta početnými žahavými bradavkami, které jsou výrazně zbarvené. Talířovka světélkování používá zpravidla při kontaktu s jinými tvory jako svoji obrannou reakci.

Slabě však svítí, i když jí žádné nebezpečí nehrozí.

Tato medúza je hojná i v Jaderském moři, takže se s ní mohou setkat i turisté cestující do Chorvatska.

Žahnutí je velmi bolestivé

Na rozdíl od ostatních medúz neprochází stadiem polypu, talířovky svítivé vznikají přímo z plovoucích larev. Živí se drobnými rybkami a planktonem. Setkání s nimi je pro člověka nebezpečné, bývají nejčastějším zdrojem žahnutí, protože se hojně vyskytují zejména u pobřeží. Žahnutí talířovky je velmi bolestivé, v místě vzniknou pupínky a puchýřky, které mizí jen pozvolna.

Při zasažení větší části těla se projeví nevolnost až zvracení, slabost, bolest hlavy a vzácně i ztráta vědomí.

Sépiola kropenatá

Tito drobní hlavonožci o velikosti 3 cm se vyskytují v mořích poblíže Havajských ostrovů, která se jen hemží predátory, jako jsou třeba barakudy. Aby přežily, využívají sépioly kamufláž, jež jim poskytují symbiotické bakterie Vibrio fischeri, schopné bioluminiscence.

Díky jejich světélkování na povrchu těl sépiol vypadají tito hlavonožci, aktivní především v noci, jako odlesky měsíčního světla na mořské hladině.

Pro dravce tak jsou prakticky neviditelní.

Symbióza se světélkujícími bakteriemi

Dlouho nebylo jasné, jak sépioly bakterie „přemluví“ ke spolupráci a jak je udržují na svých tělech. Záhadu se podařilo vyřešit vědcům z Wisconsinské-Madisonské univerzity. Podle nich je klíčem barvivo, obsažené v jejich lymfě, zvané hemocyanin, jež je podobné lidskému hemoglobinu.

Sépioly jej využívají k tomu, aby zahubily nepřátelské bakterie na povrchu svých těl, aby nic nebránilo jejich osídlení bateriemi Vibrio fischeri.

Jak se světélkující bakterie brání antimikrobiálnímu účinku hemocyaninu, však zatím zřejmé není.

K bioluminiscenci jim pomáhají symbiotické bakterie.

Světluška větší

Světlušky, lidově nazývané svatojánské mušky, jsou brouci známí svojí schopností vyzařovat ze zadní části těla zelenkavé světlo. Světlo může světluška vlastní vůlí rozsvítit, nebo naopak zhasnout, a to díky regulaci přívodu kyslíku do světelných orgánů. Samičky na rozdíl od samců nemají krovky, takže vypadají jako larvy.

Zato mají více světelných orgánů než samci, světelná políčka se nacházejí na šestém a sedmém článku jejich trupu, na osmém jsou ještě dodatečné světelné skvrny.

Světlo samiček je možné spatřit až na vzdálenost 50 metrů.

Svítí v době námluv

Dospělí jedinci žijí krátce, vyskytují se hlavně v období páření, což je v Evropě mezi červencem a srpnem. V teplých letních měsících svítí samičky ve tmě od deseti hodin večer do jedné hodiny ranní. Po spáření svítit přestanou. Samci létají se slabým svícením a vyhledávají samičky v trávě. Poblikávání je pro tento druh charakteristické a slouží k rozpoznání vlastního druhu.

Svítí i larvy, ale slabě, v tomto případě jim bioluminiscence pomáhá k zastrašování nepřítele.

Pařezník obecný

Pařezník obecný je jen jedním z asi 80 druhů hub, které svítí. Všechny se vyskytují na rozkládajícím se dřevě. I nenápadný pařezník si jako své působiště, ostatně jak jeho název napovídá, vybírá pařezy stromů, nejčastěji buků, dubů či bříz. Houba je žlutohnědá až okrově žlutá. Kloboučky pařezníku mají jazykovitý až ledvinovitý tvar s průměrem 10 až 40 mm.

Na nich se nacházejí jemné chloupky, které za vlhka lepí.

V Americe svítí, v Evropě ne

Největší záhada, která kolem této houby panuje, se vyjeví až po setmění. Ač je pařezník hojně rozšířen po celé severní polokouli, ve východní části Severní Ameriky ve tmě svítí, kdežto ty rostoucí jinde nikoli. Nejintenzivněji svítí plodnice hub za vlhka, a to v době zrání spor. Bylo prokázáno, že v případě znečištění okolního prostředí, svítivost těchto hub klesá.

Mohly by tedy sloužit jako indikátory kontaminace půdy.