Vatromet za četvrti srpnja može ostati bez daha, ali Amerikanci jedva čekaju do tada spektakularni svjetlosni show: svijet neprestano bljesne, od morskih dubina do trave ispod vaših stopala u ljepljivim ljetnim noćima. Bioluminescence, proizvodnja žive svjetlosti pomoću užarenih bakterija ili kemijskih reakcija, jedan je od najčudesnijih prikaza prirode. I iznenađujuće je obilno, budući da se gotovo 30 puta razvio samo u morskim ribama. Ali postoji nešto znatiželjno u ovim prirodnim vatrometima: čini se da su se razvili u sadržane kategorije boja, koje se također čine prilično domoljubnim.
Evo zašto plavi, crveni i žuti imaju tendenciju da dominiraju svjetlosnim spektrom prirodnog svijeta.
Duboki okeanski blues
Ženka riba može na svom tijelu nositi do osam mužjaka morskih riba, gdje odmahuju malo više od testisa. (Spider.Dog / Flickr) Tijekom noći bez mjeseca u nekim dijelovima svijeta površina mora blista plavim cvjetovima bioluminescentnog planktona. Rasprostranjenost ovog fenomena povećava se samo s dubinom: preko 50 posto stanovnika dubokog mora sjaji. U stvari, oko 80 posto naše bioluminescence u svijetu nalazi se ispod površine oceana, a tisuće vrsta riba, bakterija, algi i crva osvjetljavaju duboke i duboke krapove. Ipak, unatoč toj raznolikosti, bioluminiscencija mora gotovo uvijek emitira u jednoj nijansi: plavoj. Zašto?
Ispada da plava svjetlost, zbog srednje vrijednosti valne duljine, putuje najdalje u vodi. Vidljiva svjetla s dugim valnim duljinama (poput crvene) i vrlo kratkih valnih duljina (poput ljubičaste) apsorbiraju se brže i filtriraju. Uzgred, taj je fenomen i razlog što je ocean plav. Svjetlo u nijansama akvamarina je najefikasniji sustav za osvjetljavanje puta. "Došlo je do malo približavanja plavog svjetla [u morskom okruženju]", kaže Matthew Davis, morski biolog sa Sveučilišta St. Cloud.
Više od polovice poznatih bioluminescentnih vrsta riba stvara svoje vlastito svjetlo unutarnjim kemijskim reakcijama. Ostali se oslanjaju na timski rad između ribe gazdarica i zanosne populacije užarenih bakterija stanara koje nastanjuju svijetli organ na tijelu ribe. U potonjem slučaju, ribe se rađaju dosadno i moraju postati zvijezde: kako se razvijaju, u svoje tijelo pozivaju užarene mikrobe iz okolnih voda, gdje bakterije dobivaju utočište i hranu u zamjenu za svjetlost rada.
Ovo živo svjetlo služi različitim svrhama za različita stvorenja. Za neke je to moćno lovačko oružje - prednji svjetiljka koja osvjetljava put grabežljivim ribama. Za ostale je to маяračka reklamna prijemljivost potencijalnim prijateljima.
Čini se da zloglasni riba koristi bioluminescenciju za oboje. Ženke nose upečatljive plave kuglice koje se vise iznad glave poput neonskih štapova, dovoljno svijetle da mogu namamiti plijen do dvostruke veličine u zubne krave. Ali ovi primamljivi fenjeri također pomažu nesretnim mužjacima u pravljenju utakmica. I dok je ženkama riba teško propustiti, mužjaci su u usporedbi - na više načina nego tragično nejasni.
Mužjak riba rođen je s jednim ciljem: pronaći partnera. Kao takvi, ne trebaju nikakve blistave dodatke - samo oštar miris, za otkrivanje ženskih feromona i oštrih očiju da bi se uočio sjaj potencijalnog partnera za vrstu. Ovdje je plava svjetlost od najveće važnosti: najbolji je interes vrste da ženka svijetli što je moguće jače, a mužjak da uloži svaki mogući resurs u to da je primijeti. Kao takav, mužjak riba jedva ima probavni trakt o kojem bi mogao govoriti i nema instinkta za lovom.
Ali pronaći čak i svijetloplavog partnera u moru mraka je zastrašujući zadatak: čak 99 posto muškaraca umrijeće od gladi djevica. To je možda manje od dva zla. Uspješni mužjak riba ima samo trenutke za slavlje: u trenutku kada dodirne svoju novu mladenku, veže se - doslovno. Tijelo mu se brzo počinje raspadati, stopijući njegovo tijelo u njezino dok na kraju ne postanu jedno. Na kraju, malo je ostalo od mužjaka osim za njegove testise. Ženka će na svom tijelu odjednom nositi više od šest mužjaka kao trajne sedlare sperme za kasniju upotrebu po vlastitom nahođenju.
Plavo svjetlo, čini se, nije uvijek nešto što želite slijediti.
Osvjetljavanje noći
Krijesnice govore na svojim jezicima svjetlosti, a svaka vrsta koristi poseban kôd. (Mike Lewinski / Wikicommons) Iznad vode, gdje svjetla ima u izobilju, bioluminiscencija nema istu konkurentsku prednost. Daleko je manje uobičajeno vidjeti bića koja troše energiju da naprave svoje vlastito svjetlo kada im okoliš pruža to; zato je teoretska bioluminescencija teoretski da se razvila mnogo kasnije od morske. Ali nekolicina kad kopnena bića osvijetle, oni imaju žar žutu ili zelenu boju - a vjerojatno će zauzeti mjesto zalazećeg sunca dok sumrak oblači krajolik.
"Prirodni odabir pogoduje signalima koji se najlakše vide - s najvećom kontrastom s okolnim okruženjem", objašnjava entomolog sa Sveučilišta Florida, Marc Branham.
Najpoznatiji je krijesnica (ili grom, ovisno o mjestu u kojem živite), s preko 2000 vrsta koje osvjetljavaju ljetne noći u bljeskovima žuto-zlatno-zelene boje. Smatra se da bioluminiscentnost krijesnica potiče kao upozorenje grabežljivcima: Mogu izgledati prilično, ali imam gadan okus. Ali s vremenom su se ovi prikazi promijenili zbog romantike. Primarni jezik ljubavi krijesnica je lagan, a udvaranje je prikladno blistav postupak. Mužjaci i ženke trepere, a svaka vrsta krijesnica razvila je jedinstveni kôd za pomoć potencijalnim prijateljima koji probijaju buku.
Prirodnjakinja Lynn Faust, autorica Fireflies, Glow-Worms i Lightning Bugs, radi s krijesnicama "petlje 5", koje su djelomično dobili nadimak zbog svojih upečatljivih zračnih plesova. "Oni kombiniraju bljeskove i svjetiljke, petlje i okreću se u" bljeskalice ", kaže Faust. "Morate ugoditi damama." Prema Faustu, takvi složeni prikazi nisu jeftini: muškarci ulažu ogromnu količinu rada i energije unatoč vrlo kratkim životnim vijekovima.
No, neki su mužjaci mogli razviti pametan trik da udvostruče svoj učinak: odražavaju svoje bljeskalice na vodenim tijelima koja zrcale njihove pokrete, čineći ih da izgledaju "super-mužjaci". Iako Faust nije siguran je li ovo potpuno namjerno, ova vrsta krijesnica razvio se da živi gotovo isključivo oko ribnjaka i močvara.
Uz krijesnice, zlobnici se kriju među umjetnicima. Ženke Photuris versicolor, prigodno nazvane femme fatales , oponašat će svjetlosne privide drugih vrsta - ali kad se mužjaci približe očekujući seks, umjesto toga ih proždiru.
Nažalost, većina gromova ima veće probleme za brinuti se. Sve veće zagađenje svjetlosti u gradskim središtima svijeta skriva prirodnu bioluminiscenciju, što otežava komunikaciju i reprodukciju užarenim bićima. Faust se zabrinjava što ćemo u godinama koje dolaze mogu opaziti opseg prožimanja bioluminiscencijom insekata.
Okrug crvenog svjetla
Duž tijela željezničkih glista iscrtane su zelene linije, što ostavlja dojam osvijetljenih prozora uz stranu vlaka (otuda i njihov naziv). Ali na vrhu glave, ti „crvi“ imaju sportska crvena svjetla koja prividno osvjetljavaju put ispred sebe. (Aaron Pomerantz / Wikimedia Commons) Crveno svjetlo je relativno rijetko i u morskim i u zemaljskim bićima, jer te dulje valne duljine mogu biti previše prigušene čak i za ljudske oči. No neke su životinje iskoristile tu činjenicu. Na primjer, u dubokom moru mnoge su ribe izgubile sposobnost da vide crveno. Ispada da ovo djeluje u korist vrstama koje su nisko u prehrambenom lancu: ukrašavanje Vage nijansama rubina znači navlačiti ogrtač nevidljivosti.
Osim ako vas to lovi vilinska vučja zmaj. Čvrsta lastavica - nazvana po čeljusti koja nalikuje mišolovci, koja se odvija nespretno kako bi mogla progutati plijen čitav - je majstor prikrivanja. Ali njegov eerie osmijeh nije ni najuobičajenija karakteristika ove dubokomorske ninje.
Kao i mnogi njeni susjedi, ukrašena svjetlost u početku proizvodi plavu svjetlost, u ovom slučaju iz malih žlijezda ispod očiju. Ali u šarenom obliku, ovo plavo svjetlo može ponovo apsorbirati u protein koji svijetli suptilno crveno. Proces ponovne apsorpcije / ponovne emisije rezultira nečim sličnim "crnoj svjetlosti koja rasvjetljava plakat Mrateful Dead", izjavio je biolog Leo Smith, koji proučava evoluciju bioluminiscencije na Sveučilišnom institutu za bioraznolikost u Kansasu u Lawrenceu.
Nadalje, za razliku od većine drugih dubokomorskih riba, nepokretna jajolika je također jedna od rijetkih riba koja može vidjeti dugu crvenu valnu duljinu stvarajući derivat klorofila, pigmenta koji pretvara svjetlost, koji se obično nalazi u biljkama. U svijetu u kojem crvena svjetlost možda uopšte i nije svjetlost, ova neobična sposobnost omogućuje nesmetanoj pločici da nesmetano promatra svoj plijen.
Zemaljska stvorenja pokupila su sličan trik. Željeznički crvi (koji zapravo nisu crvi, ali larve vrste buba) također koriste crvene reflektore montirane na glavi kako bi se šunjali oko šumskog dna. Poput kopnenih verzija zmajevih riba, oni koriste ovu privatnu valnu duljinu za zasjeđivanje miopskog plena poput sićušnih lovokradica u naočarima za noćno osmatranje.
Dakle, ovog 5. srpnja, kada se povlačite iz vatrometa, ne zaboravite da se svjetlosne emisije događaju oko vas. Isto tako, budite zahvalni što vas ne zaustavljaju nepokretne vretene.
