» » Физики выяснили, почему светятся волны прибоя

Физики выяснили, почему светятся волны прибоя

Физики выяснили, почему светятся волны прибоя

Учёные объяснили, как морские волны заставляют микробов испускать яркий свет. Этот вопрос много лет не давал покоя физикам.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters группой во главе с Рэймондом Гольдштейном (Raymond Goldstein) из Кембриджского университета.

Свечение ночного моря – завораживающее зрелище. Биологи давно знают, что этот свет испускают динофлагелляты – одноклеточные организмы, живущие в воде. Хорошо изучена цепочка химических процессов, стоящая за этим явлением. Известно также, что её каким-то образом запускают морские волны. Но как они это делают?

"Несмотря на десятилетия научных исследований, в основном в области биохимии, физический механизм, с помощью которого поток жидкости запускает генерацию света, остаётся неясным", – констатирует Гольдштейн.

Чтобы разгадать эту загадку, авторы нового исследования разработали целый набор новых экспериментальных методов, позволяющий измерять деформацию отдельных клеток.

Учёные сосредоточились на динофлагеллятах вида Pyrocystis lunula. В результате многочисленных экспериментов исследователи выяснили, как удары волн заставляют этих одноклеточных светиться.

Оказалось, что дело в деформации клеточной мембраны под напором волны. Как полагают эксперты, из-за такой деформации в оболочке клетки открываются каналы, которые впускают внутрь ионы кальция (всегда присутствующие в морской воде). Кальций-то и запускает цепочку реакций, приводящую к свечению.

Физики выяснили, почему светятся волны прибоя


Художественное изображение светящихся микроорганизмов (показаны оранжевым) в потоках морской воды.
Иллюстрация Maziyar Jalaal/University of Cambridge.

Однако далеко не на каждый толчок динофлагелляты отвечают светом. Как показали опыты, роль здесь играет и глубина деформации клеточной мембраны, и её скорость. Свечение запускается, только если клетка деформировалась достаточно быстро и вместе с тем достаточно сильно.

Физики разработали математическую модель, прогнозирующую, какое воздействие заставит клетку светится, а какое нет. С помощью экспериментов авторы убедились, что она работает.

Учёные полагают, что динофлагелляты неспроста столь разборчивы. Свет этим одноклеточным нужен для того, чтобы отпугивать хищников. Поэтому с эволюционной точки зрения динофлагеллятам выгодно светиться в ответ на достаточно резкое воздействие, похожее на нападение. В то же время на свечение, очевидно, расходуется энергия, получаемая из пищи. Поэтому не годится растрачивать силы, отвечая светом на каждое нежное поглаживание со стороны внешнего мира.

Под давлением естественного отбора микробы усвоили, что отвечать свечением нужно только на сильные и быстрые удары. Видимо, совершенно случайно под эти критерии подпали не только нападения хищников, и игра прибрежных волн.

08 июль 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Биологи: для омоложения достаточно разбавить кровь

Учёные выяснили, с чем связан омолаживающий эффект переливания молодой крови. Ответ оказался совершенно неожиданным. Выяснилось, кровь молодого донора не нужна: достаточно разбавить кровь пожилого

Физики квантово запутали 15 триллионов атомов в горячем газе

Учёные сломали стереотип, что квантовая запутанность — невероятно хрупкое состояние, которое требует сверхнизких температур и изоляции одиночных атомов.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?На МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клиномКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКаким будет мир с населением 10 миллиардов человек?Самые красивые города на воде