Фейерверки четвертого июля могут быть захватывающими, но американцам вряд ли придется ждать до тех пор захватывающего светового шоу: мир постоянно пылает, от морских глубин до травы под ногами в липкие летние ночи. Биолюминесценция, производство живого света посредством светящихся бактерий или химических реакций, является одним из самых чудесных проявлений природы. И это удивительно много, развиваясь почти 30 раз только на морских рыбах. Но есть что-то любопытное в этих естественных фейерверках: кажется, они превратились в отдельные цветовые категории, которые также оказываются довольно патриотичными.
Вот почему синие, красные и желтые цвета имеют тенденцию доминировать в световом спектре мира природы.
Глубокий океан блюз
Рыба-самка может нести до восьми рыб-самцов на своем теле, где они стремятся к немногим больше, чем яички. (Spider.Dog / Flickr) В безлунные ночи в некоторых частях света поверхность моря переливается голубыми цветами биолюминесцентного планктона. Распространенность этого явления только увеличивается с глубиной: более 50 процентов глубоководных обитателей моря светятся. На самом деле, около 80 процентов нашей биолюминесценции в мире находится под поверхностью океана, и тысячи видов рыб, бактерий, водорослей и червей освещают укромные уголки и трещины глубин. Тем не менее, несмотря на это разнообразие, биолюминесценция моря почти всегда излучает один оттенок: синий. Зачем?
Оказывается, что из-за своей промежуточной длины волны синий свет путешествует дальше всего в воде. Видимые источники света с длинными волнами (например, красным) и очень короткими (например, фиолетовым) поглощаются быстрее и отфильтровываются. Это явление, кстати, также, почему океан кажется синим. Таким образом, сияющий аквамариновый оттенок является наиболее эффективной системой освещения пути. «Наблюдается некоторое сходство на синем свете [в морской среде]», - говорит Мэтью Дэвис, морской биолог из университета Сент-Клауд.
Более половины известных биолюминесцентных видов рыб генерируют свой собственный свет посредством внутренних химических реакций. Остальные полагаются на командную работу между хозяевами рыб и многочисленной популяцией светящихся бактерий-арендаторов, населяющих легкий орган на теле рыбы. В последних случаях рыбы рождаются унылыми и должны становиться звездами: по мере своего развития они приглашают светящиеся микробы из окружающей воды в свои тела, где бактерии обеспечиваются кровом и пищей в обмен на работу света.
Этот живой свет служит разным целям для разных существ. Для некоторых это мощное охотничье оружие - фара, которая освещает путь хищной рыбе. Для других это маяк рекламной восприимчивости к потенциальным партнерам.
Печально известная рыба-ангел, по-видимому, использует биолюминесценцию для обоих. Самки несут поразительные синие шары, которые свисают над их головами, как неоновые удочки, достаточно яркие, чтобы заманить добычу вдвое больше их размера в свои зубастые пасти. Но эти заманчивые фонари также помогают несчастным мужчинам в создании матча. И в то время как женскую удочку трудно не заметить, самцы трагически тусклы по сравнению - во многих отношениях, чем один.
Рыба-самец рождается с одной целью: найти себе пару. Как таковые, им не требуются светящиеся аксессуары - только острое обоняние, чтобы обнаружить женские феромоны, и острые глаза, чтобы увидеть видо-специфическое свечение потенциального партнера. Здесь синий свет имеет первостепенное значение: для самки наилучшим интересом является сияние как можно ярче, а самцу - вкладывать все возможные ресурсы в его обнаружение. Таким образом, рыба-самец едва имеет пищеварительного тракта и инстинкт охоты.
Но найти даже ярко-синего помощника в море тьмы - непростая задача: до 99 процентов мужчин умрут от голода у девственниц. Это может быть меньшее из двух зол. У успешного мужчины-рыболова есть только минуты, чтобы отпраздновать: в тот момент, когда он касается своей новой невесты, он буквально привязывается. Его тело быстро начинает распадаться, сливая его плоть с ней, пока в конце концов они не станут одним целым. В конце мало что осталось от мужчины, за исключением его яичек. Женщина будет нести более шести мужчин на своем теле одновременно как постоянные мешки спермы для последующего использования по своему усмотрению.
Кажется, синий свет не всегда является чем-то, за чем вы хотите следовать.
Освещая ночь
Светлячки говорят на своих собственных языках света, каждый вид использует отдельный код. (Майк Левински / Wikicommons) Над водой, где много света, биолюминесценция не имеет такого же конкурентного преимущества. Гораздо реже можно увидеть, как существа расходуют энергию, чтобы создавать свой собственный свет, когда окружающая среда обеспечивает его; поэтому теоретически предполагается, что наземная биолюминесценция развилась намного позже, чем морская. Но некоторые, когда наземные существа загораются, имеют тенденцию светиться желтым или зеленым - и это может занять место заходящего солнца, когда сумерки скрывают пейзаж.
«Естественный отбор предпочитает сигналы, которые легче всего увидеть - с наибольшей контрастностью с окружающей средой», - объясняет энтомолог из Флоридского университета Марк Бранхам.
Самым известным является светлячок (или молния, в зависимости от того, где вы живете), с более чем 2000 видов, которые освещают летние ночи вспышками желто-золотой-зеленый. Считается, что биолюминесценция светлячка возникла как предупреждение для хищников: я могу выглядеть красиво, но на вкус я грязная. Но со временем эти дисплеи были перепрофилированы для романтики. Основной язык любви светлячков - легкий, и ухаживание - это соответственно роскошный процесс. Мерцают и самцы, и самки, и у каждого вида светлячков появился уникальный код, помогающий потенциальным партнерам пробиться сквозь шум.
Натуралист Линн Фауст, автор « Светлячков», «Светлячков» и «Молниеносных жуков», работает с «петлевыми 5» светлячками, которых так прозвали за их поразительные воздушные танцы. «Они объединяют вспышки, свечение, петли и завихрения в« поезда-вспышки », - говорит Фауст. «Должно быть, это доставляет удовольствие дамам». По словам Фауста, такие сложные показы не обходятся дешево: мужчины вкладывают в них огромное количество работы и энергии, несмотря на их очень короткую продолжительность жизни.
Но некоторые самцы, возможно, разработали хитрый трюк, чтобы удвоить свою отдачу: отражая свои вспышки на водоёмах, которые отражают их движения, заставляя их выглядеть «супер-мужчинами». Хотя Фауст не уверен, является ли это полностью преднамеренным, этот вид светлячка эволюционировал жить почти исключительно вокруг прудов и болот.
Однако со светлячками злодеи прячутся среди художников. Женские светлячки Photuris versicolor, соответственно названные роковыми женщинами , будут подражать светящим манякам других разновидностей - но когда мужчины приближаются, ожидая секса, они пожираются вместо этого.
К сожалению, у большинства ошибок молнии есть большие проблемы, о которых нужно беспокоиться. Постоянно увеличивающееся световое загрязнение в городских центрах по всему миру скрывает естественную биолюминесценцию, затрудняя светящиеся существа в общении и размножении. Фауст обеспокоен тем, что в ближайшие годы мы можем увидеть снижение распространенности биолюминесценции насекомых.
Район красных фонарей
Вдоль тел железнодорожных червей пунктирные линии зеленого цвета, создающие впечатление освещенных окон вдоль бортов поезда (отсюда и их название). Но на их головах эти "черви" горят красным светом, который тайком освещает путь впереди. (Аарон Померанц / Wikimedia Commons) Красный свет относительно редок как у морских, так и у наземных существ, так как эти более длинные волны могут быть слишком тусклыми даже для человеческих глаз. Но некоторые животные воспользовались этим фактом. Например, в глубоком море многие рыбы потеряли способность видеть красный цвет. Оказывается, это работает в пользу видов с низким содержанием в пищевой цепи: украшать свои весы оттенками рубина означает надевать плащ-невидимку.
Если, конечно, на вас не охотится светофор драконов. Стоп-свет «свободная челюсть», названный так по имени мышеловки, похожей на пасть, которая в неприглядной степени расшатывает ее и может поглотить добычу целиком, - мастер скрытности. Но его жуткая улыбка даже не самая уникальная особенность этого глубоководного ниндзя.
Как и многие из его соседей, стоп-сигнал вначале производит синий свет, в данном случае из маленьких желез под глазами. Но, благодаря красочному повороту, он способен реабсорбировать этот синий свет в белок, который светится едва уловимым красным. Процесс реабсорбции / повторной эмиссии приводит к чему-то похожему на «черный свет, освещающий плакат Grateful Dead», считает биолог Лео Смит, который изучает эволюцию биолюминесценции в Институте биоразнообразия Университета Канзаса в Лоуренсе.
Более того, в отличие от большинства других глубоководных рыб, свободная челюсть светофора также является одной из немногих рыб, способных видеть длинные красные волны, производя хлорофилл, светопреобразующий пигмент, обычно встречающийся в растениях. В мире, где красный свет может и вовсе не быть светом, эта необычная способность позволяет свободному свету чокнуться, чтобы преследовать свою жертву незамеченным.
Земные существа подхватили похожий трюк. Железнодорожные черви (которые на самом деле вовсе не черви, а личинки жуков) также используют красные прожекторы, установленные на их головах, чтобы красться по дну леса. Как и наземные версии рыб-драконов, они используют эту частную волну, чтобы засадить близорукую добычу, как крошечные браконьеры в очках ночного видения.
Итак, 5 июля, когда вы испытываете отказ от фейерверков, не забывайте, что вокруг вас проходят живые световые шоу. А также, будьте благодарны, что вас не преследует свободная челюсть стоп-сигнала.
