Химия живого света
Два вещества необходимы для производства биологического света – люциферин и люцифераза.
Люциферин очень сложное органическое вещество, близкое к витамину К и содержащее (по некоторым данным) фосфор, образуется в светящихся органах животного под влиянием фермента фотогеназы.
Еще одно вещество – принимает участие в производстве "холодного огня" – кислород. Без кислорода свет не возникает, потому что биолюминесценция – это ведь медленное сгорание, окисление высокопродуктивного горючего – люциферина. "Воспламенителем" служит фермент люцифераза (белок, содержащий, по-видимому, тяжелый металл, подобно гемоглобину крови). Взаимодействие люциферина, люциферазы и кислорода происходит в фотогенной массе фотофора.
Хотя производящие свет вещества вырабатываются тканями живого организма, их. дальнейшие преобразования, производящие свет, представляют собой чисто химический процесс.
Иногда наблюдали свечение фотофоров даже у мертвых животных. Извлеченное из светящихся органов и высушенное фотогенное вещество начинает светиться в пробирке, если его слегка смочить водой. Высушенные рачки остракоды, например, более тридцати лет сохраняют способность светиться.
В минувшей войне сушеные рачки заменяли японским офицерам и потайные фонарики: взяв на ладонь щепотку остракод и слегка смочив их, можно было прочесть донесение или рассмотреть карту.
Светятся ли осьминоги?
Зоологами описано уже двадцать семь видов светящихся каракатиц – около двенадцати процентов всех известных науке видов этих животных. Светящихся кальмаров значительно больше – свыше ста видов (60 %). Дело в том, что среди кальмаров много глубоководных видов. А светящиеся органы развиваются, как известно, главным образом у обитателей глубин. Каракатицы держатся у берегов на небольшой глубине, обычно до двухсот метров, то есть выше так называемого "светового порога".
Обычные спруты – тоже жители прибрежных вод. Но есть и глубоководные осьминоги, однако и они лишены, как правило, фотофоров. Факт этот тем более странный, что родные их братья кальмары производят свет в расточительном изобилии.
До недавнего времени известно было только два вида светящихся осьминогов – "адский осьминог-вампир" и слепая цирротаума. У черного, как ночь, осьминога-вампира спина усеяна мелкими светящимися точками. А в основании щупалец у него две большие яркие "фары".
Цирротаума – животное безглазое, хрупкое и прозрачное, как медуза. И светящиеся органы у нее необычные: спрятаны в присосках. Вернее, в бывших присосках. Чашечки их атрофировались, а ножки вздулись в виде усеченных веретен.
В "веретенах" и разместились источники света.
Открытие на СРТ-662
Летом 1953 года в северо-западной части Тихого океана плавало небольшое суденышко – средний рыболовный тральщик дальневосточного флота СРТ-662. На корабле работали научные сотрудники Института океанологии АН СССР.
Однажды ночью они заметили в море каких-то крошечных созданий, окруженных сияющим ореолом, которые лениво "парили" у самой поверхности, медленно шевеля щупальцами. Свет исходил от концов щупалец.
Зоологи поймали стайку светлячков.
Так был добыт третий член светящегося трио осьминогов.
Мне посчастливилось изучить эту находку. Осьминог оказался неизвестным науке видом. Принадлежит он к роду мелких пелагических осьминогов – тремоктопусов, но отличается от них светящимися органами, которых лишены все известные до сих пор тремоктопусы. Крупными фотофорами наделены у него только самки.
Я назвал этого редкостного осьминога светящимся тремоктопусом – Tremoctopus lucifer.
Возможно, что тремоктопус-люцифер только первый из восьмируких "светлячков", которых предстоит еще изучить зоологам.
Свечение осьминогов (и даже не пелагических, а обыкновенных, прибрежных) описали некоторые заслуживающие полного доверия исследователи. Чарлз Дарвин один из них. Во время кругосветного путешествия на корабле "Бигль" он держал в каюте осьминога. Когда наступала ночь, осьминог начинал тускло фосфоресцировать. Свет исходил не от каких-либо определенных органов, а от всей его поверхности. Очевидно, светился не сам осьминог, а бактерии, которые поселились в покрывающей его слизи.
По той же причине одна садовая улитка из Тенерифа наделала как-то много шуму. Известно, что сухопутные моллюски не светятся, а эта улитка светилась. Решили было, что она принадлежит к особому роду светящихся улиток и назвали ее фосфораксом.
Выяснилось, однако, что и другие улитки и слизки влажными теплыми ночами тускло фосфоресцируют. Светятся бактерии, которые находят приют на слизистой поверхности иx тела.
Нечто подобное, очевидно, происходит и с осьминогами. А когда-то, миллионы лет назад, случилось и с каракатицами. Их предки сумели тогда извлечь пользу из временного поселения на своей спине светящихся бактерий. Они позаботились приготовить для них квартиру со всеми удобствами – в процессе эволюции образовался мицетом. И бактерии с поверхности тела переселились на постоянное местожительство под мантию своего гостеприимного хозяина, в "пузырек".
Из случайной встречи развились и многие другие формы симбиоза.
Это что-то сказочное
Миллионы украшенных огнями "живых ракет" снуют взад и вперед в глубинах океана. Ночью глубоководные кальмары поднимаются к поверхности моря, и тогда великолепное зрелище подводной иллюминации становится доступным для людей. Но, увы! – немногим исследователям посчастливилось быть свидетелями этой сверкающей пантомимы.
Люди, видевшие светящихся кальмаров во всем блеске их сияющего великолепия, описывают свои наблюдения словами, полными восторга и восхищения.
Зоологи с немецкого исследовательского судна "Вальдивия" поймали однажды в глубинах Индийского океана двух небольших кальмарчиков. Их немедленно посадили в ледяную морскую воду. Кальмары некоторое время жили и озаряли затемненную каюту мерцанием своих чудесных огней.
Карл Хун, зоолог с "Вальдивии", пишет, что со стороны казалось, будто "тело кальмара украшено диадемой из драгоценных камней. Средние фотофоры на глазах животного сверкали ультрамариновой лазурью, свет крайних напоминал блеск жемчуга, а огни нижней поверхности мантии сияли рубином.
Фотофоры позади них испускали снежно-белое сияние, кроме одного в центре, свет которого был небесно-голубым. Это было великолепное зрелище!".