Lebendes Licht: Wie Und Warum Leuchten Organismen

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Alle arten von lebewesen sind biolumineszent, ein anderes wort zum glühen. Aber warum so viele arten von glühwürmern, pilzen, fischen, würmern und anderen diese fähigkeit entwickelt haben, ist ein rätsel.

NEW YORK - Manche Lebewesen können dunkle Orte ohne Hilfe der Sonne erhellen.

Während Glühwürmchen die bekanntesten biolumineszenten Kreaturen sind, können auch andere Insektenarten, Pilze, Bakterien, Quallen und Knochenfische leuchten. Sie nutzen eine chemische Reaktion, um nachts, in Höhlen oder am häufigsten in den schwarzen Tiefen des Ozeans zu leuchten.

Biolumineszenz ist im Baum des Lebens verstreut - obwohl keine Blütenpflanzen und wenige Tiere mit Rückgrat diese Fähigkeit besitzen - und die Forscher glauben, dass sich die Fähigkeit viele Male unabhängig entwickelt hat. [Ein Schein in der dunklen Galerie]

Eine neue Ausstellung über Biolumineszenz im American Museum of Natural History in New York City schätzt offiziell, dass sich Biolumineszenz mindestens 50-mal entwickelt hat, "wahrscheinlich viele mehr", sagen Kuratoren dort.

Allein bei den knöchernen Fischen hat sich die Fähigkeit, Licht zu erzeugen, manchmal mit Hilfe von glühenden Bakterien, zwischen verschiedenen Gruppen wahrscheinlich 20 bis 30 Mal entwickelt, so John Sparks, der als Verantwortlicher für die Abteilung Ichthyologie im Museum verantwortlich ist.

"Selbst bei Fischen wissen wir, dass dies alles unabhängige Ereignisse waren, weil verschiedene Chemikalien von verschiedenen Gruppen verwendet werden. Manche verwenden nur Bakterien, andere selbstlumineszierende machen es anders", sagte Sparks gegenüber WordsSideKick.com.

Im Dunkeln leuchtende Organismen verwenden Variationen einer chemischen Reaktion, die mindestens drei Bestandteile umfasst: ein Enzym namens Luciferase, das die Bindung des Sauerstoffs an ein organisches Molekül (den dritten Bestandteil), Luciferin, unterstützt. Das durch die Reaktion erzeugte hochenergetische Molekül setzt Energie in Form von Licht frei.

Für Organismen, die dies tun, hat Biolumineszenz laut den Ausstellungsmaterialien viele Anwendungen. Glühwürmchen verwenden Blitzlicht, um Partner anzuziehen und Raubtiere vor den darin enthaltenen Giftstoffen zu warnen. Tiefseeanglerfische verwenden einen beleuchteten Köder, um Beute anzulocken. Die Magenlichter von Ponyfish entwickelten sich zu einer Art Tarnung, die ihnen dabei hilft, sich mit Licht zu vermischen, das von oben herabfiltert. Dinoflagellaten - die einzelligen Protisten hinter roten Fluten - leuchten bei Störung auf, um vielleicht Raubtiere zu erschrecken oder Kreaturen anzulocken, die ihre Raubtiere fressen. Klickkäfer scheinen Licht zu verwenden, um sich größer erscheinen zu lassen. Pilzgnat-Larven leuchten, um klebrige Angelschnüre anzulocken, die Perlenketten ähneln. Vampir-Tintenfisch spritzt Lichtwolken aus, um Raubtiere zu verwirren.

Die meisten biolumineszenten Organismen, etwa 80 Prozent der Arten, leben in dem größten Lebensraum der Erde - der Tiefsee. Es wird geschätzt, dass die meisten Arten unter 700 Metern ihr eigenes Licht erzeugen können.

Es gibt keinen Konsens darüber, warum sich die Fähigkeit, Licht zu erzeugen, so oft entwickelt hat, aber eine Theorie hat sich nach Ansicht von Sparks für das Leben in der Tiefsee durchgesetzt.

"Luciferine, diese lichterzeugenden Moleküle, sind allesamt gute Antioxidantien. Es wird angenommen, dass sie als Antioxidantien in der Nähe waren, und im Laufe der Zeit wurden sie für die Signalgebung kooptiert", sagte Sparks.

Als der Sauerstoffgehalt der Ozeane anstieg, drangen die Tiere in tiefere Gewässer vor schädlicher ultravioletter Strahlung. Im tiefen Wasser, wo die Antioxidantien nicht mehr zur Reparatur von durch UV-Strahlung verursachten genetischen Schäden benötigt würden, seien Luciferine die Grundlage für ein Licht erzeugendes System, sagte er.

Nicht alles, was leuchtet, ist biolumineszent. Einige Organismen, wie beispielsweise Korallen, fluoreszieren, dh sie absorbieren Licht bei einer Wellenlänge wie UV-Strahlung und geben dieses bei einer anderen Wellenlänge ab. Da das UV-Licht für das menschliche Auge nicht sichtbar ist, können diese Kreaturen ihr eigenes Licht erzeugen.

Die Ausstellung "Creatures of Light: Die Biolumineszenz der Natur" wird am Samstag (31. März) im American Museum of Natural History eröffnet und ist bis zum 6. Januar 2013 zu sehen.

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