Привлекательность флуоресценции в океане

Описание: Почему у многих морских животных так много ярких флуоресцентных пигментов? В этом видео рассказывается, как одна из этих функций была продемонстрирована экспериментально.

Флуоресценция — это процесс, при котором высокоэнергетический свет временно возбуждает электроны в молекуле. Когда молекула релаксирует, энергия переизлучается в виде фотона с более низкой энергией и большей длиной волны. Например, синий или фиолетовый свет часто используется для возбуждения зеленого, желтого или красного флуоресцентного излучения. Флуоресценция — это пассивное физическое свойство многих молекул, и в отличие от биолюминесценции, животные не могут активно включать и выключать её.

Одной из самых известных молекул в науке является зеленый флуоресцентный белок (GFP). Он был впервые обнаружен в биолюминесцентной медузе, а позже — в нелюминесцентных кораллах, морских анемонах и других организмах. Эти белки оказались настолько полезными в лабораторных и клинических условиях, что в 2008 году исследователи, впервые изучившие GFP, были удостоены Нобелевской премии по химии. Однако, несмотря на множество способов использования флуоресцентных белков человеком, мы на самом деле не знаем, как их используют животные.

Чтобы проверить, как животные могут использовать флуоресценцию, мы провели эксперименты «хищник-жертва» с медузой-цветочницей. Мы обнаружили, что флуоресцентные кончики щупалец, возбуждаемые окружающим синим светом, являются непреодолимым аттрактантом для потенциальной добычи (сверхнормальный стимул; см. Тинберген, 1948). Мы также обнаружили свидетельства наличия флуоресцентных структур у ряда других хищников.

Возможно, вы слышали о флуоресцентных акулах и черепахах, но то, что что-то флуоресцирует, не означает, что это выполняет полезную функцию (см. Мазел, 2017). Даже ваши собственные зубы и ногти флуоресцируют, но это только из-за их химического состава.

Для этого видео мы снимали флуоресценцию животных, направляя на них синий свет и помещая желтый фильтр перед объективом. Фильтр блокирует возбуждающий свет, но позволяет записывать флуоресцентный свет. Вы можете попробовать это дома с кусочком желтого пластика и синим светодиодным фонариком. Возможно, вы удивитесь тому, что обнаружите!

Сценарий/Озвучка/Анимация: Стив Хэддок
Монтаж: Сьюзан фон Тун, Кира Шлининг
Музыка: Gently Onwards, Tape Deck, My Achy Heart (YouTube Audio Library)
Дополнительная музыка: Стив Хэддок

Видео с мелководного рифа было снято Стивом Хэддоком в Индонезии, Австралии и в аквариуме Монтерей-Бей.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Справочная публикация:
Haddock, S. H. D., & Dunn, C. W. (2015). Fluorescent proteins function as a prey attractant: experimental evidence from the hydromedusa Olindias formosus and other marine organisms. Biology Open. 4:1094-1104
https://bio.biologists.org/content/4/...

Дополнительная информация об определении того, выполняет ли флуоресценция какую-либо функцию:
Мазель, К. (2017). Метод определения вклада флуоресценции в оптическую сигнатуру с последствиями для постулирования визуальной функции. Front. Mar. Sci. 4:266.

https://www.frontiersin.org/articles/...

Дополнительная информация о сверхнормальном стимуле:
Тинберген, Н. (1948). Социальные релизеры и экспериментальный метод, необходимый для их изучения. The Wilson Bulletin. 60:6-51.

https://www.jstor.org/stable/4157642

Кормье и Макканн (2014). Удивительный зеленый флуоресцентный белок.

https://www.asbmb.org/asbmbtoday/2014...