Почему светлячки светятся: ответ найден спустя 60 лет
После 60 лет исследования тайна наконец-то раскрыта. Ученые определили химический секрет свечения светлячков. И в будущем он может принести пользу человеческому здоровью, сообщает National Geographic.
Представьте, что брюшко светлячков – это коробка с биолюминисценцией. Ученые знали ее базовые компоненты – кислород, кальций, магний и светящийся секрет люциферин. Они также видели, что получалось в результате – фотоны (свет) в форме желтых, зеленых, оранжевых или даже голубых бликов. Это мог видеть каждый в летнюю ночь.
Но до недавнего времени реальные химические реакции, в результате которых и образуется свет, оставались для всех тайной. Во время нового исследовании Брюс Бранчини и его коллеги из Коннектикутского колледжа нашли дополнительный электрон кислорода, который отвечает за свечение насекомых.
Результаты нового исследования опубликованы в издании Journal of the American Chemical Society.
Яблоки, апельсины и светлячки
Бранчини и другие химики всегда хотели найти нормальное объяснение того, как светлячки превращаются в биолюминисцентные маячки. Два из названных выше элементов (кислород и люциферин) взаимодействуют между собой не так, как это нужно для получения света.
Для понимания того, почему это сложный процесс, представьте, что яблоки могут вступать в химическую реакцию только с яблоками, апельсины с апельсинами. Другими словами, кислород и люциферин – это как яблоки с апельсинами.
Супероксид-анион – форма молекулярного кислорода, который содержит дополнительный электрон.
Эксперименты Бранчини показали, что кислород в таких реакциях выступает в виде особой формы под названием супероксид-анион. Это форма молекулярного кислорода с дополнительным электроном, который и дает необходимые свойства для реакции.
Светлячки в бутылке
По мнению ученого, именно так могут происходить биолюминисцентные процессы во всей природе – от планктона до глубоководных рыб. По словам химика-биолога Стивена Миллера из Медицинской Школы Массачусетского университета, который тоже изучает люциферин и его возможное использование для улучшения человеческого здоровья, это единственное объяснение, которое имеет смысл с химической точки зрения.
Дальнейшие исследования очень важны для медицины. Ранее Миллер уже участвовал в изучении энзимов при помощи люциферина в мозгу крыс. По словам Бранчини, сегодня уже есть подтверждения того, что он может быть полезен в выявлении опухолей и лечении рака.
“В конечном итоге, мы просто хотим знать, как устроена природа,” комментирует Миллер.
