Fajerwerki z 4 lipca mogą zapierać dech w piersiach, ale Amerykanie nie muszą do tego czasu czekać na spektakularny pokaz świetlny: świat nieustannie płonie, od głębin morskich po trawę pod stopami podczas lepkich letnich nocy. Bioluminescencja, wytwarzanie żywego światła przez świecące bakterie lub reakcje chemiczne, jest jednym z najbardziej cudownych pokazów natury. I jest zaskakująco obfity, ponieważ ewoluował prawie 30 razy w samych rybach morskich. Ale w tych naturalnych fajerwerkach jest coś dziwnego: wydaje się, że ewoluowały w zawarte w nich kategorie kolorów, które również są dość patriotyczne.
Oto dlaczego niebieskie, czerwone i żółte dominują w spektrum światła w świecie przyrody.
Głęboki błękit oceanu
Samice żabnicy mogą przenosić do ośmiu samców żabnic na swoim ciele, skąd odchodzą do niewiele więcej niż jąder. (Spider.Dog / Flickr) W bezksiężycowe noce w niektórych częściach świata powierzchnia morza mieni się niebieskimi rozkwitami bioluminescencyjnego planktonu. Częstość występowania tego zjawiska wzrasta tylko wraz z głębokością: ponad 50 procent mieszkańców głębinowych lśni. W rzeczywistości około 80 procent bioluminescencji naszego świata leży pod powierzchnią oceanu, a tysiące gatunków ryb, bakterii, glonów i robaków oświetlają zakątki głębin. Jednak pomimo tej różnorodności bioluminescencja morza jest prawie zawsze emitowana w jednym odcieniu: niebieskim. Czemu?
Okazuje się, że ze względu na swoją pośrednią długość fali niebieskie światło przemieszcza się najdalej w wodzie. Światła widzialne o długich długościach fali (takie jak czerwone) i bardzo krótkich długościach fali (takie jak fioletowe) są szybciej absorbowane i odfiltrowywane. Nawiasem mówiąc, zjawisko to powoduje także, że ocean wydaje się niebieski. Świecenie w odcieniach seledynu jest zatem najbardziej wydajnym systemem do oświetlania drogi. „Nastąpiła niewielka zbieżność niebieskiego światła [w środowisku morskim]” - mówi Matthew Davis, biolog morski z St. Cloud University.
Ponad połowa znanych gatunków bioluminescencyjnych ryb wytwarza własne światło poprzez wewnętrzne reakcje chemiczne. Reszta opiera się na pracy zespołowej między rybami właściciela a liczną populacją świecących bakterii najemców, które zamieszkują lekki narząd na ciele ryby. W tych ostatnich przypadkach ryby rodzą się matowe i muszą stać się gwiazdami: w miarę rozwoju zapraszają świecące drobnoustroje z otaczających wód do swoich ciał, gdzie bakterie otrzymują schronienie i żywność w zamian za pracę światła.
To żywe światło służy różnym celom dla różnych stworzeń. Dla niektórych jest to potężna broń myśliwska - latarka czołowa, która oświetla drogę dla drapieżnych ryb. Dla innych jest to latarnia promująca otwartość na potencjalnych partnerów.
Niesławna żabnica wydaje się używać bioluminescencji w obu przypadkach. Samice noszą uderzające niebieskie kule, które zwisają nad ich głowami jak neonowe wędki, wystarczająco jasne, aby zwabić ofiarę nawet dwukrotnie większą w zębowe paszcze. Ale te ponętne latarnie również pomagają nieszczęśliwym mężczyznom w dopasowaniu. Podczas gdy samice żabnicy są trudne do przeoczenia, samce są tragicznie słabe w porównaniu - na więcej niż jeden sposób.
Samce żabnicy rodzą się z jednym celem: znaleźć partnera. W związku z tym nie wymagają żadnych świetlistych akcesoriów - tylko wyczuwalny węch, aby wykryć kobiece feromony i bystre oczy, aby dostrzec specyficzny dla gatunku blask potencjalnego partnera. Tutaj niebieskie światło ma ogromne znaczenie: najlepiej jest, aby samica świeciła tak jasno, jak to tylko możliwe, a samce inwestowały wszystkie możliwe zasoby w jej wykrywanie. W związku z tym samce żabnicy ledwo mają do czynienia z przewodem pokarmowym i nie mają instynktu do polowania.
Ale znalezienie nawet jasnoniebieskiego partnera w morzu ciemności jest zniechęcającym zadaniem: do 99 procent mężczyzn umrze z głodu dziewic. Może to być mniejsze zło. Udany żabnica ma tylko chwile do świętowania: w momencie, gdy dotyka swojej nowej narzeczonej, przywiązuje się - dosłownie. Jego ciało szybko zaczyna się rozpadać, wtapiając ciało w jej ciało, aż w końcu stają się jednym. Ostatecznie z samca niewiele zostało, prócz jąder. Samica będzie nosić na ciele od sześciu mężczyzn jednocześnie jako trwałe worki nasienne do późniejszego wykorzystania według własnego uznania.
Wydaje się, że niebieskie światło nie zawsze jest czymś, za czym chcesz podążać.
Rozświetlając noc
Świetliki mówią w swoim własnym języku światła, a każdy gatunek używa odrębnego kodu. (Mike Lewinski / Wikicommons) Powyżej wody, gdzie jest dużo światła, bioluminescencja nie ma tej samej przewagi konkurencyjnej. O wiele rzadziej spotyka się stworzenia, które zużywają energię, aby stworzyć własne światło, gdy zapewnia je środowisko; dlatego teoretycznie bioluminescencja naziemna ewoluowała znacznie później niż morska. Ale kilka zwierząt lądowych świeci, mają tendencję do świecenia na żółto lub zielono - i prawdopodobnie zajmie miejsce zachodzącego słońca, gdy zmierzch okrywa krajobraz.
„Dobór naturalny sprzyja sygnałom, które są najłatwiej widoczne - z najwyższym kontrastem z otaczającym środowiskiem”, wyjaśnia entomolog z University of Florida, Marc Branham.
Najbardziej znany jest świetlik (lub błyskawica, w zależności od tego, gdzie mieszkasz), z ponad 2000 gatunków, które oświetlają letnie noce w rozbłyskach żółto-złoto-zielonym. Uważa się, że bioluminescencja świetlika powstała jako ostrzeżenie dla drapieżników: mogę wyglądać ładnie, ale smakuje obrzydliwie. Ale z biegiem czasu wyświetlacze te zostały przeznaczone do romansu. Podstawowym językiem miłości świetlika jest światło, a zaloty są odpowiednio krzykliwym procesem. Zarówno samce, jak i samice migoczą, a każdy gatunek świetlika opracował unikalny kod, aby pomóc potencjalnym partnerom przebić się przez hałas.
Naturalistka Lynn Faust, autorka Świetlików, Glow-dżdżownic i Lightning Bugs, pracuje z świetlikami „loopy 5”, które zostały częściowo nazwane ich uderzającymi lotami. „Łączą błyski, poświaty, pętle i wiry w„ pociągi błyskawiczne ”, mówi Faust. „Musi to sprawiać przyjemność kobietom”. Według Fausta takie złożone wystawy nie są tanie: mężczyźni inwestują w nie ogromną ilość pracy i energii pomimo bardzo krótkiej żywotności.
Ale niektórzy mężczyźni mogli opracować sprytną sztuczkę, aby podwoić swoją wydajność: odbijanie ich błysków na zbiornikach wodnych, które odzwierciedlają ich ruchy, przez co wyglądają „super-samców”. Faust nie jest pewien, czy jest to celowe, ten gatunek świetlika ewoluował, by żyć prawie wyłącznie wokół stawów i mokradeł.
Jednak świetliki ukrywają się wśród artystów. Samice świetlików Photuris versicolor, odpowiednio nazwane femme fatales , będą naśladować świetliste przywołania innych gatunków - ale gdy samce zbliżają się do seksu, zostają pochłonięte.
Niestety większość błędów związanych z piorunami ma większe problemy. Coraz większe zanieczyszczenie światłem w centrach miast na całym świecie przesłania naturalną bioluminescencję, utrudniając świecącym stworzeniom komunikację i rozmnażanie. Faust martwi się, że w nadchodzących latach możemy zaobserwować spadek wszechobecności bioluminescencji owadów.
Dzielnica czerwonych latarni
Wzdłuż ciał robaków kolejowych są przerywane zielone linie, które sprawiają wrażenie oświetlonych okien wzdłuż pociągu (stąd ich nazwa). Ale na ich głowach te „robaki” mają czerwone światła, które ukradkiem oświetlają ścieżkę przed nimi. (Aaron Pomerantz / Wikimedia Commons) Czerwone światło jest stosunkowo rzadkie zarówno u zwierząt morskich, jak i lądowych, ponieważ te dłuższe fale mogą być zbyt słabe nawet dla ludzkich oczu. Ale niektóre zwierzęta skorzystały z tego faktu. Na przykład na głębokim morzu wiele ryb straciło zdolność widzenia na czerwono. Okazuje się, że działa to na korzyść gatunków z niskiego łańcucha pokarmowego: ozdabianie łusek rubinowymi odcieniami oznacza zakładanie peleryny niewidzialności.
Chyba że jesteś ścigany przez światło stopu luźnej ważki. Luźne światło stopu - nazwane od paszczy podobnej do pułapki na myszy, która w nieuczciwy sposób rozprasza się, aby połknąć ofiarę w całości - jest mistrzem podstępu. Ale jego niesamowity uśmiech nie jest nawet najbardziej wyjątkową cechą tego głębinowego ninja.
Podobnie jak wielu jego sąsiadów, luźne światło stopu początkowo wytwarza niebieskie światło, w tym przypadku z małych gruczołów pod oczami. Ale w kolorowym wydaniu jest w stanie ponownie wchłonąć to niebieskie światło w białko, które świeci subtelną czerwienią. Proces reabsorpcji / reemisji skutkuje czymś podobnym do „czarnego światła oświetlającego plakat Grateful Dead”, zdaniem biologa Leo Smitha, który bada ewolucję bioluminescencji na University of Kansas Biodiversity Institute w Lawrence.
Co więcej, w przeciwieństwie do większości innych ryb głębinowych, luźna lampa światła stopu jest również jedną z niewielu ryb zdolnych do zobaczenia długich czerwonych długości fal poprzez wytwarzanie pochodnej chlorofilu, pigmentu przekształcającego światło zwykle występującego u roślin. W świecie, w którym czerwone światło równie dobrze może nie być światłem, ta niezwykła umiejętność pozwala luźnemu szczęce światła hamowania prześledzić swoją ofiarę niezauważonym.
Zwierzęta lądowe podniosły podobny chwyt. Robaki kolejowe (które w rzeczywistości nie są wcale robakami, ale postacią larwalną pewnego rodzaju chrząszcza) również wykorzystują czerwone reflektory zamontowane na głowach, aby zakradać się po dnie lasu. Podobnie jak lądowa wersja ważki, używają tej prywatnej długości fali do zasadzki na krótkowzroczną ofiarę, jak maleńcy kłusownicy w goglach noktowizyjnych.
Więc 5 lipca, kiedy doświadczasz wycofywania się fajerwerków, nie zapomnij o pokazach żywych świateł wokół ciebie. A także bądź wdzięczny, że nie śledzi cię luźne światło stopu.
