Nový Zéland' jeskyně Waitomo je osvětlena podivným světlem

v roce 1888 se místní maorský náčelník kmene Kawhia, muž jménem Tane Tinorau, rozhodl vést válečnou stranu a zaútočit na jiný kmen v oblasti Waikoto na Severním ostrově Nového Zélandu.

po úspěšném dobytí druhého klanu byl poslán lovec, aby našel jídlo. Narazil přes vchod do sítě jeskyní. Chief Tinorau byl první, kdo podrobně prozkoumal jeskyně, plovoucí na voru z lněných květních stonků s pouhou hořící pochodní, která vedla cestu.

jeho pochodeň však nebyla jediným světlem v jeskyni. Nad jeho hlavou se střecha jeskyně třpytila jako noční obloha. Na skále byly připevněny tisíce drobných hmyzů, každý blikal ve tmě. Krásný efekt získal jeskyně jejich jméno: jeskyně Waitomo Glowworm.

jsou to jen jedno prostředí, ve kterém najdete stvoření světla – jeden z mnoha druhů, které mohou vyzařovat jasnou záři, aby pomohly chytit kořist, vyhnout se dravcům, dokonce najít partnera. Tato zářící stvoření jsou jednou z nejznámějších památek přírodního světa, ale v některých případech jim teprve začínáme rozumět.

Waitomo Cave glowworms nejsou vůbec červi. Jsou to larvy houbových komárů: malé, jemné mušky, které se živí houbami. Jakmile se larvy vylíhnou, začnou ze stropu jeskyně točit lepkavé pavučiny. Hedvábné nitě inspirovaly latinský název hmyzu: Arachnocampa luminosa, který se přímo překládá jako “zářící pavouk”.

bioluminiscence se vyvinula odděleně nejméně 50krát

glowworms drop globule lepkavého hlenu podél vláken webu, což z nich dělá vypadat jako skleněné korálky náhrdelníky visící jako rybářské šňůry ze stropu. Pak visí z hedvábných nití a sedí a čekají. Orbovitá žláza v jejich ocasech produkuje strašidelné modré světlo: světlo doslova svítí z jejich zad.

ostatní hmyz, který žije v černé tmě jeskyně, nevidí lepkavou past glowworm-ale vidí modré světlo. Přitahováni jako můry k plameni, létají nahoru-jen aby byli chyceni. Vše, co pak zbývá pro hladového komára, je naviják v řadě a pohltit svou kořist živou.

glowworms jsou zběhlí v životě ve tmě. Stejně jako jeskyně Waitomo, lze je také najít schované v temných, vlhké lesní baldachýny. Používají chemickou reakci ve svých tělech k vytvoření světla: proces známý jako bioluminiscence.

nejsou zdaleka sami v generování světla tímto způsobem. Bioluminiscence se vyvinula odděleně nejméně 50krát. Dovednost je rozptýlena po celém stromu života, objevuje se u hmyzu, ryb, medúzy, bakterií a dokonce i hub.

ačkoli se tyto organismy mohou od sebe nápadně lišit-je to miliardy let, co některé z nich Naposledy sdílely společného předka-chemická reakce zodpovědná za produkci světla je u bioluminiscenčních organismů pozoruhodně podobná.

v každém případě zvíře, houby nebo bakterie využívají reaktivní povahy kyslíku, který se chce kombinovat s jinými prvky v procesu známém jako oxidace. Kyslík se váže na chemickou látku zvanou luciferin a podléhá chemické reakci, kterou pomáhá enzym zvaný luciferáza.

orbovitá žláza v jejich ocasech produkuje strašidelné modré světlo

vysokoenergetická sloučenina, která se vytvoří, se pak rozpadne a uvolní dostatek energie k excitaci elektronů v atomech, takže skočí dále od jádra. Když se uvolní zpět tam, kde byli, foton je vyloučen a energie ve formě viditelného světla je uvolněna.

ačkoli všechna bioluminiscenční stvoření používají téměř stejnou reakci, přesná povaha a struktura luciferinu a luciferázy se u různých druhů dramaticky liší.

v případě glowworms jeskyně Waitomo vědci teprve začali studovat, jak larvy produkují světlo. První taková studie byla zveřejněna v roce 2015. Vědci objevili pozoruhodnou podobnost s možná nejslavnějším ze všech bioluminiscenčních zvířat: světluška.

vědci neměli důvod se domnívat, že bioluminiscence Waitomo glowworm by byla něco jako verze firefly. Pro jednu věc, když smícháte světlušku luciferin s Waitomo glowworm luciferase, nevytváří se žádné světlo.

existuje obrovská evoluční vzdálenost mezi glowworms a světlušky

glowworm také používá neobvyklou část svého těla k výrobě světelných orgánů zvaných malphighian tubuly, které jsou součástí vylučovacího systému hmyzu. Je to trochu jako lidé, kteří dělají světlo ze svých ledvin. Není známo, že by to dělal žádný jiný bioluminiscenční hmyz.

vědci z University of Otago na Novém Zélandu izolovali geny z malfigických tubulů glowworms a podívali se, které z nich byly neobvykle aktivní ve srovnání s genovou aktivitou jinde v tělech hmyzu.

je pozoruhodné, že tři z nejaktivnějších genů kódovaných pro proteiny, které byly podobné světlušce luciferase. To je zvláštní, protože ačkoli oba druhy jsou oba hmyz, existuje obrovská evoluční vzdálenost mezi glowworms a světlušky. Jeden je moucha a druhý brouk. Chcete-li najít společného předka pro tyto dva organismy, museli byste se vrátit 330 milionů let.

je téměř nemožné, aby společný předek předal bioluminiscenční geny oběma chybám, protože většina ostatních hmyzu, které se vyvinuly ze stejného předka, ve tmě nesvítí. Místo toho se dvě luciferázy mohly vyvinout nezávisle na společném enzymu zděděném od předka už dávno.

“dva hmyz jsou evolučně dost daleko, že jsme očekávali jedinečnou chemii od glowworm,” říká Kurt Krause, jeden z vědců, kteří studovali glowworm. “Vypadá to, že luciferin je zcela odlišný od světlušky, ale enzym luciferáza má mnoho podobných vlastností.”

příroda přišla s různými způsoby řešení problému tvorby světla

je to neobvyklý objev, vzhledem k tomu, že vědci vědí, že jiné bioluminiscenční organismy používají všechny druhy různých chemikálií k vytvoření záře. Železniční červ, který také není červem, ale larvou brouka, používá dvě různé luciferázy k vytvoření dvou samostatných barev-červené a zelené jako semafor. Jednobuněčný plankton zvaný dinoflageláty tvoří svůj vlastní luciferin, který je chemicky velmi podobný zelenému chemickému chlorofylu nalezenému v rostlinách.

některá bioluminiscenční zvířata ukradnou svůj luciferin od jiných tvorů a účinně přimějí ostatní, aby pro ně vytvořili své světlo.

Havajská chobotnice bobtail například využívá světelnou povahu bakterií Vibrio fischeri. Bakterie neprodukují světlo, když se samy vznášejí v oceánu, ale když jsou začleněny do světelného orgánu chobotnice, začnou svítit slabé modré světlo. Vztah je vzájemně prospěšný, protože výměnou za produkci světla získávají bakterie stálý proud živin.

“pokud se podíváte na chemii luciferinů, ačkoli molekulární kyslík vždy spouští zářící reakci, skutečné chemické luciferiny použité v reakci jsou velmi odlišné,” říká Krause. “Příroda přišla s různými způsoby řešení problému vytváření světla.”

jak přesně vznikla tato schopnost generovat světlo? Jedna teorie je, že luciferiny se nejprve vyvinuly jako antioxidanty.

na rané zemi, než naše planeta měla správnou atmosféru, byly formy života bombardovány UV zářením ze slunce. Toto záření by rozbilo vodu a uvolnilo škodlivou reaktivní formu kyslíku, která poškozuje buňky. Život reagoval produkcí antioxidantů-chemikálií, které jsou schopny vyčistit tento nebezpečný kyslík.

mezi 80 a 90% druhů žijících 700m nebo více pod hladinou moře může produkovat své vlastní světlo

postupně se změnila atmosféra Země. Hladiny kyslíku vzrostly, což znamenalo, že v oceánech bylo k dispozici více k rozpuštění a organismy mohly začít zkoumat hlubší hladiny oceánu a stále získat kyslík, který potřebovaly k přežití. Ale málo škodlivých UV světelných filtrů dolů přes vodní sloupec, takže antioxidanty produkované těmito hlubinnými organismy byly bez práce.

evoluce reagovala jako vždy: improvizoval a našel novou roli antioxidantů.

protože v hloubce bylo málo světla, druhy potřebovaly způsob, jak najít jídlo a kamarády. S využitím skutečnosti, že antioxidanty se již vyvinuly k interakci s kyslíkem, se evoluce postupně vybrala pro verze, které generují světlo jako součást této interakce. Bioluminiscence se vyvinula-a ukázala se jako užitečná inovace, jak se říká, šířila se jako požár.

ve skutečnosti se předpokládá, že 80 až 90% druhů žijících 700m (2 297 stop) nebo více pod hladinou moře může produkovat své vlastní světlo.

i na nejtemnějších místech má mnoho zvířat oči, které se snaží zachytit nejslabší záblesk, a zdá se, že některá zvířata vyvinula bioluminiscenci, aby se pokusila upoutat jejich pozornost.

v některých případech může mít tělo, které se rozsvítí, ve skutečnosti menší pravděpodobnost, že vás uvidí

děsivě vypadající ďas má například přívěsek podobný kopí, který se rozsvítí jako maják. Ryby plavou pro bližší pohled, a roztrhněte se monstrózními čelistmi rybářů.

světlušky naproti tomu používají světlo k přilákání partnera spíše než k jídlu. U některých druhů samci vydávají specifický vzorec, který říká samicím, že mají zájem o páření.

ale stvoření světla nemají vždy na mysli přitažlivost. Některé vytvářejí světlo, aby odvrátily pozornost – nebo dokonce aby se zcela vyhnuly nechtěné kontrole. V některých případech může mít tělo, které se rozsvítí, ve skutečnosti menší pravděpodobnost, že vás uvidí.

šumivá světla výše zmíněné Havajské bobtailské chobotnice jí umožňují maskovat se, protože světlo napodobuje světlo, které filtruje vodní sloupec z povrchu. Predátoři, včetně žraloků, často loví zespodu hledáním siluet ve vodě, kde zvíře blokuje filtrování slunečního světla. Použití bioluminiscence jako formy protisvětla může tyto útoky zmařit tím, že zvíře bude stejně jasné jako okolní voda.

Hatchetfish tento přístup také používá. Mají orgány vyzařující světlo, které směřují dolů z jejich břicha. Jsou schopni doladit množství světla, které vytvářejí, tak, aby odpovídalo tomu, které přichází z oblohy, což je pro dravce pod nimi téměř neviditelné.

dravci, včetně žraloků, často loví zespodu hledáním siluet ve vodě

stejně jako maskování, zvířata mohou pomocí blikajících světel vyděsit a zmást své nepřátele a koupit jim drahocenný čas na útěk. Upíří chobotnice žijí hluboko v hlubinách oceánu. Pokud jsou napadeni, stříkají na útočníka žhnoucí hlen ve tmě.

křehké hvězdy, blízký příbuzný hvězdice, mají také jedinečný a lstivý způsob, jak podvádět dravce. Mohou oddělit jednu ze svých luminiscenčních paží tak, aby dravec pronásledoval rameno místo hlavního těla křehké hvězdy. Později mohou znovu pěstovat svůj přívěsek.

některé druhy mořských okurek – další příbuzný hvězdice-jsou ještě drzější a mohou přenést své zářící části těla na procházející ryby. Predátor pak pronásleduje ryby, zatímco mořská okurka uniká.

Ostatní tvorové mohou své predátory přelstít. Používají bioluminiscenci k přilákání zvířat, která tyto lovce napadnou a sežerou.

Dinoflagelátový plankton spadá do této kategorie. V noci vytvářejí oslnivé displeje modrého světla. Světlo upozorňuje zvířata na vyšší potravinový řetězec, které přitahuje vyhlídka na chytání a konzumaci jednoho ze zvířat, která se pasou na planktonu.

křehké hvězdy mohou oddělit jedno ze svých luminiscenčních ramen, takže dravec pronásleduje rameno místo hlavního těla

jak tedy zvířata vědí, že světlo, které vytvářejí, přiláká správný druh pozornosti? Pokud světlo může vyděsit nebo přitahovat, lákat nebo rozptylovat, chcete se ujistit, že máte správný účinek na kořist, kamarády nebo dravce.

jedna teorie je, že organismy jsou obecně přitahovány záři, ale vyděšené nebo odkloněné krátkými a jasnými záblesky. Například, když samice Waitomo glowworm fly vynoří ze svého kokonu ona vydává stálou záři. Rychle je obklopena muži, kteří se s ní chtějí spojit.

stálá záře je také užitečná, pokud jde o lákání hmyzu na jídlo. Právě tento efekt způsobuje, že střecha jejich jeskyní se třpytí jako noční obloha-upoutá lidskou pozornost od doby, kdy byl náčelník Tinorau poprvé svědkem podívané před 130 lety.

přidejte se k více než pěti milionům fanoušků BBC Earth tím, že se nám líbí na Facebook, nebo nás sledujte na Instagram a Twitter.

pokud se vám tento příběh líbil, zaregistrujte se do týdeníku bbc.com funkce newsletter s názvem “Pokud jste jen číst 6 Věci Tento týden”. Ručně vybraný výběr příběhů z BBC Future, země, kultura, kapitál, Cestování a auta, doručeno do vaší doručené pošty každý pátek.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

Back to Top