náhled|Příklad bioluminiscence (světluška)
Bioluminiscence je chemiluminiscence, kterou emitují živé organismy. Jedná se o vyzařování světla některými skupinami organismů. Celý proces je výsledkem oxidace luciferinu za přítomnosti enzymu luciferázy. Při této reakci se vyzařuje až 96 % energie ve formě světla a 4 % ve formě tepla. Přeměna energie je tedy velmi efektivní (pro porovnání: u výbojek činí efektivita jen 10 %).
Rovnice reakce se dá zapsat takto:
luciferin + kyslík → oxyluciferin + světlo
Bioluminiscenční organismy V evoluci vznikla tato schopnost mnohokrát nezávisle na sobě a u konkrétních skupin organismů (např. bakterie, žahavci, obrněnky, světlušky) za ní stojí různé skupiny genů. Mezi tyto organismy patří například:
někteří brouci z nadčeledi Elateroidea: světlušky (Lampyridae), čeledi Phengodidae a Rhagophthalmidae a někteří kovaříkovití (Elateridae). Bioluminiscence se přitom vyvinula u jednotlivých čeledí nezávisle. někteří dvoukřídlí: mouchy čeledi bedlobytkovité (Keroplatidae a Mycetophilidae) medúza rodu Aequorea někteří trubýši houby – hlívy například z rodů Panus a Omphalotus, vyvolává svícení dřeva napadeného těmito houbami, někteří zástupci rodu Mycena (helmovka), např. Mycena chlorophos obrněnky – řasa rodu svítilka (Noctiluca), vyvolává modré světélkování moří bakterie rodu Photobacterium některé ryby – šírotlamka pelikánovitá (Eurypharynx pelicanoides), lampovník (Myctophum), tykadlovka Holboellova (Ceratias holboelli), někteří zástupci čeledí Stomiidae a Sternoptychidae mech dřípovičník zpeřený zeleně světélkující
Bioluminiscenční druhy byly dosud nalezeny v nejméně 700 rodech organismů, patřících do široké škály evolučních linií: bakterie, obrněnky, členovci, měkkýši, kroužkovci, ostnokožci, pláštěnci nebo obratlovci (z nich pouze ryby). Velké množství světélkujících druhů obývá mořská stanoviště (schopnost bioluminiscence mají asi tři čtvrtiny jedinců pozorovaných ve vodním sloupci).ŠUSTROVÁ, Tereza et al. Podvodní ohňostroj: příběh nanoluciferázy – od objevu až po nástroj pro výzkum mozku. Vesmír. 2024, roč. 103 (154), č. 9, s. 518–522. ISSN 0042-4544. Část dostupná z: https://vesmir.cz/cz/casopis/archiv-casopisu/2024/cislo-9/podvodni-ohnostroj.html
U hlubinných ryb (řád ďasi) a jiných hlubinných organismů (např. hlavonožci) je světélkování běžné a nutné ke komunikaci. U mnoha ryb je bioluminiscence umožněna mutualistickými bakteriemi, které přebývají v živých tkáních. Většina makroskopických mořských organismů vytváří bioluminescenci.
Bioluminiscence hub Bylo objeveno více než 100 druhů bioluminiscenčních hub, přičemž většina z nich patří do oddělení stopkovýtrusných (Basidiomycota), vyskytuje se v tropických či substropických ekosystémech a vyživuje se saprotrofním způsobem. Svítit může plodnice, mycelium nebo obojí, a v řadě případů je intenzita záření dostatečná k pozorování pouhým okem. Na území České republiky se vzácně vyskytuje jediná houba schopná viditelné luminiscence, a to hlívovník olivový (Omphalotus olearius).
Bioluminiscenci hub může být náročné studovat, neboť k ní v mnoha případech dochází pouze v určité lokalitě a jen po krátkou dobu během životního cyklu houby. Proto byla bioluminiscence u řady z nich studována zejména v laboratorních podmínkách při pěstování na umělých půdách. Molekulární podstata jevu bioluminiscence hub ani po desítkách let studia nebyla zcela objasněna, nicméně všechny modely předpokládají stejně jako u jiných skupin svítících organismů existenci luciferinu (který však může mít odlišnou chemickou strukturu než luciferiny jiných skupin) a jeho chemickou přeměnu (oxidaci) za současné emise světla. Může a nemusí se tak dít prostřednictvím specializovaných luciferáz.
Bioluminiscence je proces, který v organismu vyžaduje dodání energie, a je tudíž na místě klást otázku, jaké slouží funkci. Nejběžnější obecně přijímanou hypotézou je, že v případě hub má emitované světlo lákat hmyz, který poté pomáhá houbě šířit její spory do okolí. Další možná teorie říká, že světélkování odpuzuje fungivory, tedy organismy živící se houbami. Dle některých názorů bioluminiscence žádný ekologický význam nemá a jedná se pouze o vedlejší produkt metabolismu houby, příp. o evoluční pozůstatek.
Odkazy
Reference
Literatura
DAUGHERTYOVÁ, Susan. Vidění světla. National geographic Česká republika. 2016, roč. 14, č. 11, s. 30. ISSN 1213-9394. LHOTSKÝ, Josef. Úvod do studia symbiotických interakcí mikroorganismů: nový pohled na viry a bakterie. 1. vyd. Praha: Academia, 2015. 207 s. S. 123–127. Průhledy, sv. 13. ISBN 978-80-200-2480-0. PLUSKAL, Daniel a MAREK, Martin. Budoucnost v záři živých světel. Vesmír. 2023, roč. 102 (153), č. 7–8, s. 386–393. ISSN 0042-4544. Část dostupná z: https://vesmir.cz/cz/casopis/archiv-casopisu/2023/cislo-7/budoucnost-zari-zivych-svetel.html SOCHOR, Michal a EGERTOVÁ, Zuzana. Bioluminiscence hub – odvěký a stále záhadný fenomén. Živa. 2015, roč. 63, č. 6, s. 282–284. ISSN 0044-4812. Dostupné také z: http://ziva.avcr.cz/files/ziva/pdf/bioluminiscence-hub-odveky-a-stale-zahadny-fenomen.pdf WIDDER, Edith. Below the edge of darkness: a memoir of exploring light and life in the deep sea. 1st ed. New York: Random House, ©2021. 329 s., 16 nečísl. s. obr. příloh. ISBN 978-0-525-50924-0.
Externí odkazy
Kategorie:Luminiscence