2011/10/01

Sea Ghost

lub Fire of Sea, tak potocznie nazywa się zakwity Noctiluca scintillans, mikroskopijnej bruzdnicy.



Występuje w strefie szelfowej na całym globie. Do brzegów zwabia ją obfitość pokarmu. Noctiluca jako drapieżnik podąża tam w raz resztą planktonu, który okresowo kumuluje się w strefie przybrzeżnej, tworząc widoczne za dnia zakwity tzw. red tides. Swój efektowny nocy wygląd Noctiluca osiąga dzięki zdolności do bioluminescencji. 



Bioluminescencja jest zjawiskiem stosunkowo częstym wśród organizmów morskich. Polega na emisji fotonów przez związki, tzw. lucyferyny, przy udziale enzymów - lucyferaz. Lucyferyna to ogólna nazwa dla grupy związków nie zawsze zbliżonych do siebie budową. Wiadomo, że zdolność do bioluminescencji wyewoluowała wielokrotnie, niezależnie u członków odległych taksonów, przeważnie z szlaków antyoksydacyjnych lub fotosyntetycznych.

Jest to jeden z ciekawych przykładów ewolucji, poprzez przyjęcie przez geny nowej funkcji. Rolą szlaków antyoksydacyjnych, jest usunięcie z komórki wolnych rodników (lub, bardziej ściśle Reaktywnych Form Tlenu), które powstają w procesie oddychania komórkowego. RFT są bardzo reaktywnymi cząsteczkami, niszczącymi struktury komórek, dlatego też są niepożądane. W środowisku wodnym stężenie tlenu jest mniejsze, najmniejsze w głębinach. W konsekwencji spadku stężenia tlenu wraz z głębokością zmniejsza się też stres oksydacyjny. Dostępność tlenu jest mniejsza, spada więc ilość tlenu w komórkach i ilość wyprodukowanych RFT. Spada więc presja selekcyjna na prawidłowe działanie szlaku oksydacyjnego i może on ulegać mutacjom. Reakcja bioluminescencji przebiega z udziałem tlenu. Wystarczy gdy powstaje mutacja, która zmienia enzymy w szlaku antyoksydacyjnym, w sposób który sprawi, że zamiast neutralizować RFT, związki przy ich udziale będą emitować fotony. W ten sposób w wyniku mutacji w organizmie może powstać lucyferyna. To, że taka "przypadkowa mutacja" jest prawdopodobna, potwierdza fakt, że zaszła niezależnie kilka razy - wiadomo o tym z analiz porównawczych genów szlaku oksydacyjnego i lucyferaz. Dobór naturalny faworyzuje osobniki, które dzięki tak powstałej nowej cesze łatwiej znajdują partnerów do rozmnażania, lub odstraszają drapieżników. 

Noctiluca scintillans


W przypadku Noctiluca scintillans lucyferaza najprawdopodobniej pochodzi od chlorofilu. Jest to bardzo zagadkowe, ponieważ nie posiada ona genów szlaku fotosyntezy. Co prawda istnieją jej odmiany, które zawierają w wakuolach symbiotyczne, organizmy foto-syntezujące, nie posiadają jednak własnych plastydów. 
Funkcja bioluminescencji w jej przypadku nie jest znana. Wiadomo, że biorą w niej udział wyspecjalizowane organelle komórkowe i jest reakcją na pobudzenie. 



Pomimo swojego kosmicznego wyglądu, woda zawierająca Noctiluca scintillans nie jest toksyczna.

Fot: http://philhart.com/gallery/Astrophotography/Phenomena/