Светящиеся черви: Светящиеся черви Сибири, 2 февраля 2023 – аналитический портал ПОЛИТ.РУ

Содержание

Ученые из Москвы и Красноярска расшифровали механизм свечения сибирских червей

В сибирских почвах живут светящиеся черви. Исследователи из Красноярска и Москвы изучили их в работе по мегагранту нобелевского лауреата Осамы Симомуры, расшифровав структуру светящегося белка этих червей и синтезировав его в лаборатории.

Три группы российских ученых из Москвы и Красноярска в ходе работы по мегагранту, который возглавлял нобелевский лауреат Осама Симомура, расшифровали структуру нового светящегося вещества люциферина из сибирских почвенных червей. Более того, они синтезировали это вещество в лаборатории и получили свет. Результаты работы авторы опубликовали в журнале Angewandte Chemie (импакт-фактор — более 13).

Открытие новой биолюминесцентной системы — это не только увлекательный предмет фундаментальной науки, есть и прикладная биолюминесценция, так как люциферины используют во всевозможных лабораторных и промышленных анализах. О генетической и химической природе биолюминесценции и ее применении кандидат химических наук, сотрудник ИБХ РАН Илья Ямпольский

рассказывал ранее «Газете. Ru».

«Фундаментальная наука важнее, чем прикладная»

Осаму Симомура известен всему миру как автор знаменитого зеленого флуоресцентного белка (GFP), ставшего…

04 декабря 16:18

Биолюминесценция — это излучение света живыми организмами. Этим умением владеют сотни видов, среди которых рыбы, жуки, медузы, моллюски, грибы, черви, бактерии.

Свечение возникает при окислении маленькой органической молекулы, которую называют лициферином, а происходит оно при участии фермента люциферазы.

У разных организмов люциферины разные, в настоящее время ученым известно семь. Последний раз структура нового лициферина была описана 25 лет назад.

Сибирские светящиеся черви Fridericia heliota живут в почве. Крошечный червь, относящийся к олигохетам (малощетинковые черви), 15 мм в длину, испускает голубой свет (478 нм). Этот вид открыли красноярские исследователи из лаборатории фотобиологии Института биофизики СО РАН. Как

рассказывают авторы работы на сайте Института биоорганической химии (ИБХ) РАН, Валентин Петушков еще в студенческие годы обнаружил светящиеся точки в собственных следах на биостанции, которые оказались червями.

Много позже красноярские биофизики с помощью зоологов описали вид Fridericia heliota. Группа Валентина Петушкова исследовала биолюминесцентную систему сибирских червей, выделила необходимые элементы — новые люциферин и люциферазу, кислород, АТФ и ионы магния.

А в 2011 году ученые выиграли мегагрант на создание лаборатории биолюминесцентных биотехнологий в Сибирском федеральном университете, возглавить который пригласили Осаму Симомуру — всемирно известного специалиста по биолюминесценции, получившего Нобелевскую премию за открытие зеленого флуоресцентного белка.

Он живой и светится зеленым

Генная инженерия позволяет «научить» живые организмы и их отдельные клетки светиться так, как…

04 июня 15:51

О своей работе, научных интересах и взглядах на фундаментальную науку Осама Симомура рассказывал в конце 2013 года «Газете.Ru».

Благодаря мегагранту появилась возможность закупить современное оборудование, и исследователи стали работать над расшифровкой структуры люциферина светящегося червя. В этой работе участвовали три научные группы — группа синтеза природных соединений ИБХ РАН под руководством Ильи Ямпольского, Максим Дубинин и Кирилл Надеждин из лаборатории биомолекулярной ЯМР-спектроскопии ИБХ РАН и группа Валентина Петушкова из красноярской лаборатории фотобиологии Института биофизики СО РАН.

Как пишут авторы исследования, чтобы набрать необходимое количество люциферина, им пришлось годами перелопачивать тонны земли из сибирской тайги. За несколько лет удалось собрать 90 г биомассы червей, и из них выделить 5 мкг люциферина.

Структуру его молекулы определили путем ЯМР- и масс-спектроскопии. В итоге стало ясно, что молекула люциферина червей представляет собой необычный пептид, собранный из остатков аминокислоты лизина, необычного производного аминокислоты тирозина, а также щавелевой и гамма-аминомасляной кислот.

«Нобель» светится зелёным

Нобелевские лауреаты по химии 2008 года научили биологов исследовать молекулярные процессы внутри живых. ..

06 октября 17:29

Предложенная структура была подтверждена полным синтезом. Синтетический люциферин оказался полностью идентичен выделенному из червей.

Осталось попробовать синтезировать это соединение. Благодаря особому подходу ученым удалось сэкономить время и силы на перебор различных вариантов сборки олигопептида из четырех фрагментов. В результате химикам осталось синтезировать четыре соединения с четырьмя разными изомерами. Одно из этих соединений по спектральным характеристикам оказалось идентично природному люциферину.

И самое главное — он вступил в реакцию с люциферазой червя, излучая голубой свет.

Биолюминесценция сегодня нашла практическое применение в самых разных областях. Светящиеся метки используют для проведения анализов в медицине и в тест-системах при разработке лекарств. В лаборатории это позволяет визуализировать различные физиологические процессы, а также увидеть работу какого-либо гена. Экологи используют биолюминесценцию для мониторинга окружающей среды.

У открытого нового люциферина большие возможности практического применения, подчеркивают авторы работы. Во-первых, его просто синтезировать, во-вторых, он стабилен при комнатной температуре и, в-третьих, нетоксичен.

О том, что предстоит сделать для того, чтобы новый люциферин можно было использовать в практических целях, «Газете.Ru» рассказал Илья Ямпольский: «Для биолюминесценции необходимо два компонента. Люциферин мы уже знаем. Теперь мы должны определить аминокислотную последовательность люциферазы, секвенировать ее ген и научиться его клонировать. Тогда станет ясно, какие у нее свойства, удобно ли с ней работать. Если удобно, тогда эта система точно будет использована».

У рыбы высветили мысли

Биологи впервые увидели в реальном времени, как работает мозг рыбы во время охоты. Увидеть «мысли»…

01 февраля 11:09

«Областей применения очень много, — продолжает Илья Ямпольский. — Например, в некоторых клинических анализах люминесцентная метка позволяет измерять АТФ: есть ли она в плазме крови (если есть, то клетки лопнули). Затем, фармкомпании разрабатывают тесты, которые показывают, работает ли лекарство. Как правило, в таких тест-системах используют люциферин-люциферазные системы —

условно говоря, это лампочка, которую втыкают в схему, чтобы понять, есть ли в ней напряжение.

Кроме того, можно увидеть раковую опухоль. Допустим если в мышке есть раковая опухоль, которая экспрессирует люциферазу, то мы вводим мышке люциферин, и опухоль начинает светиться. Это так называемый whole body imaging. Ну и плюс к этому разнообразные применения для научных целей — для визуализации клеток, биохимических процессов. Объем рынка биолюминесцентных технологий составляет несколько миллиардов долларов в год, это говорит о том, что они востребованы».

Четыре вида светящихся червей живут под ногами у сибиряков

ОБЩЕСТВО
→
Зоопарк

27.08.2020

Иван Миловзоров

Новосибирск

Французский светящийся червь Avelona ligra. Фото предоставлено Натальей Родионовой, «Наука в Сибири»

Почему черви светятся, как выглядят и где их можно найти? Природу биолюминесценции земляных червей, обнаруженных на территории Сибири, изучают исследователи из красноярского Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и московского Института биоорганической химии РАН.

Настоящий космос таится под ногами у жителей Сибири, в том числе и Новосибирской области. В здешней почве живут четыре вида червей, который способны светиться, но их мало кто видел, сообщает 27 августа издание «Наука в Сибири».

Для теплых морей, океанов и тропических лесов светящиеся организмы – явление абсолютно привычное: живые фонарики обитают в воздухе и в воде, бегают по земле и растут на деревьях. Однако, как выяснилось, встретить подобное можно и в лесах Сибири.

21.02.2019 фото

Домашних червяков разводят новосибирцы

Здесь светятся недавно открытые черви из рода Фридериция (вид Fridericia heliota) и рода Хенлея (родственные виды Henlea petushkovi и Henlea rodionovae, названные в честь открывших их исследователей, Валентины Петушковой и Натальи Родионовой).

Обычно светятся тропические и субтропические черви – мегасколециды и люмбрициды, размером от 10 до 60 см. Сибирские черви намного меньше размером: 2-5 см. Впервые их нашли в тайге, случайно увидев ночью голубые звездочки под ногами. Оказалось, что светятся какие-то неизвестные до этого создания.

Для исследований ученые вручную собрали несколько сотен тысяч светящихся земляных червей. В лаборатории они разделяли их по видам, промывали и замораживали, накапливая для дальнейших анализов. Оказалось, что механизмы биолюминесценции хенлей и фридериций отличаются не только друг от друга, но и от всех известных ранее. Обе системы очень перспективны для практического применения в медицине, экологии и так далее.

Черви на свету и в темноте. Фото предоставлено Натальей Родионовой, «Наука в Сибири»

Наконец, совсем недавно, в 2017 году, в почве прибайкальских поселков обнаружили еще один вид биолюминесцентных червей: Microscolex phosphoreus. Эти черви, светящиеся зеленым светом, были известны науке и раньше, но в России их прежде никогда не находили. «Теперь можно сказать, что у сибиряков под ногами живут целых четыре вида светящихся червей. При этом мало кто их видел!» – констатировала Наталья Родионова, кандидат биологических наук из ИБФ СО РАН.

Читайте также: «Домашних червяков разводят новосибирцы».

Районные СМИ

Поддержим местного производителя: в Искитиме проходит оптово-розничная ярмарка
Подержим наших: серия областных оптово-розничных ярмарок стартовала в Искитиме
Названы победители районного конкурса социально-значимых проектов

Новости СМИ2

Подпишитесь на нашу новостную рассылку, чтобы узнать о последних новостях.

VN.ru обязуется не передавать Ваш e-mail третьей стороне. Отписаться
от рассылки можно в любой момент

Искитимский маньяк: капитан Чеплыгин рассказывает
Психушка для преступников – кого содержат в самой закрытой лечебнице за Уралом

Вам было интересно?

Подпишитесь на наш канал в Яндекс. Дзен. Все самые интересные новости отобраны там.

Подписаться на Дзен

Самое читаемое:

за месяцза неделюза день

РАЗВЛЕЧЕНИЯ

13. 04.2023

Морозы до -17 вернутся 15 и 16 апреля в Новосибирскую область

ПРОИСШЕСТВИЯ

14.04.2023

Грабители заставили свою жертву пойти с ними в баню под Новосибирском

Строительство

13.04.2023

Торговые киоски устанавливают вместо старой барахолки на площади Маркса в Новосибирске

червь | Фонд дикой природы

Светлячок на самом деле не червь, а жук. Самцы выглядят как типичные жуки, но ночное сияние самок безошибочно — они загораются, чтобы привлечь самку в темноте своих пастбищных мест обитания. Ищите взрослых летом.

О

Светлячок — узкий жук средних размеров. Самцы выглядят как типичные жуки, а вот самки не имеют крыльев и внешне похожи на личинок. Светлячки чаще всего встречаются в виде личинок, живущих под камнями на меловых или известняковых пастбищах и питающихся слизнями и улитками.

Сады, живые изгороди, железнодорожные насыпи, лесные тропы, вересковые пустоши и скалы — все это возможные места обитания светлячков. Самки известны тем, что ночью излучают зеленовато-оранжевый свет. Они карабкаются по стеблям растений и светятся, чтобы привлечь самцов, у которых большие светочувствительные глаза, идеально подходящие для сканирования растительности ночью. Личинки также могут излучать свет, как и яйца. Взрослые особи появляются только в течение короткого периода в июне и июле.

Как идентифицировать

Самец светлячка — типичный жук светло-коричневого цвета. Личинка серовато-коричневая с желто-оранжевыми треугольными отметинами по бокам каждого сегмента. Самка внешне похожа на личинку, но ее безошибочно можно узнать, когда она светится ночью.

Распространение

Встречается в некоторых частях Англии (особенно на юге), в низменных районах Шотландии и Уэльса.

Знаете ли вы?

Личинки светлячков — хищники, питающиеся слизнями и улитками.

Они убивают свою добычу, нанося серию ядовитых укусов, вводя пищеварительные белки, которые парализуют и в конечном итоге растворяют мягкое тело слизняка или улитки. Пока светлячок ждет этого процесса, он может кататься на спине улитки, держась подальше от липкой слизи, которую она производит.

Разновидность

Майский жук обыкновенный

Весной этого большого коричневого жука можно увидеть роящимся вокруг уличных фонарей. Они годами живут под землей в виде личинок и появляются в виде…

Где увидеть светлячков

Узнайте, где вы можете следить за мерцающими зелеными огнями среди стеблей травы и быть пораженным светлячком. Свечение этих жуков…

Разновидность

Жук-олень

Жук-олень, известный своими устрашающими челюстями, не имеет себе равных в укусе. Ищите его в лесах, парках и садах Юго-Востока…

Как вы можете помочь

В качестве благотворительной организации мы полагаемся на членство. Они помогают нам заботиться о более чем 2 300 природных заповедниках и защищать животных, которые называют их домом.

Присоединяйтесь всего за 3 фунта стерлингов в месяц

Берти Грегори/2020VISION

Подпишитесь на наши электронные новости!

Получайте ежемесячные информационные бюллетени с информацией о том, как вы можете помочь дикой природе!

Зарегистрироваться

Мерцающий мир светлячков

Бета-версия

Во время бета-тестирования статьи для тестирования могут храниться только в течение семи дней.

Создайте список статей для чтения позже. Вы сможете получить доступ к своему списку из любой статьи в Discover.

У вас нет сохраненных статей.

BRITISH WILDLIFE

Эмили Остерлофф

Несмотря на свое название, светлячки вовсе не черви: это жуки. Они используют свои биолюминесцентные тела для общения с другими жуками, пытаясь привлечь себе пару.

Океан известен тем, что является домом для животных, излучающих биолюминесценцию, от мясистых приманок удильщиков до защиты синего света медуз Атоллы.

Некоторые наземные животные также научились излучать свет. Светлячки — это группа жуков, которые используют свою светимость, чтобы найти подходящего партнера.

Что такое светлячок?

Светлячки принадлежат к семейству Lampyridae. Жуки этой группы широко известны как светлячки или светлячки. В настоящее время науке известно более 2000 видов лампирид.

Как правило, термин «светлячок» применяется к видам, у которых взрослые самки выглядят как их личинки (известные как личинкообразные самки), бескрылые и излучают постоянный свет. Внешний вид личинок самок, вероятно, объясняет, почему этих жуков называют «червями».

Lampyris noctiluca — вид светлячков, наиболее часто встречающийся в Великобритании. Эти ночные жуки, известные как обыкновенные светлячки, обитают в Европе и Азии.

Может быть сложно отличить самку обыкновенного светлячка от личинки, так как у них обоих похожие сегментированные тела. Но у личинок есть отчетливые красноватые пятна на внешних краях каждого сегмента, которых нет у взрослых самок.

Личинки охотятся на улиток, тогда как взрослые особи ничего не едят. Взрослые самки могут достигать около 20 миллиметров в длину.

Самцы умеют летать и отличаются от самок жестким надкрыльем, покрывающим их тела, и гораздо меньшими размерами.

Самца L. noctiluca можно отличить от самки по крыльям и жестким надкрыльям © AfroBrazilian via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Световое шоу

Взрослые самки светлячков имеют большой светопроизводящий орган на конце брюшка. Ночью они используют яркий, постоянный поток желтовато-зеленого света, чтобы привлечь летающих самцов. Днем они зарываются под землю, чтобы избежать хищников.

Самка забирается на высокую точку, например на стебель травы, и направляет светящийся свет вверх. Это гарантирует, что она будет максимально заметна для летающих самцов. Взрослые самки L. noctiluca живут всего несколько недель, пока не спариваются и не откладывают яйца.

Их свет является биолюминесцентным, что является естественным производством света организмом, созданным в результате химической реакции.

Самки светлячков взбираются на верхушку травы или растений, чтобы устроить световое шоу © Кристиан Пикнер, Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

У светлячков молекула под названием люциферин соединяется с кислородом, образуя оксилюциферин. Химическая реакция со светоизлучающим ферментом люциферазой вызывает их свечение.

Но светлячки не могут легко контролировать подачу кислорода, поэтому они не могут включать и выключать свет, как некоторые другие виды светлячков. Вместо этого они производят устойчивый поток света.

Роковые женщины-светлячки

У светлячков, не являющихся светлячками, самцы и самки общаются, мигая огнями в определенном порядке и в определенном темпе, чтобы идентифицировать себя. Это один из основных способов для светлячков определить, получают ли они сообщение от одного и того же вида.

Светлячков рода Photuris, , обитающих в Северной Америке, часто называют роковыми женщинами-светлячками. Самки имитируют световые узоры других видов, привлекая самцов, чтобы убить и съесть их.

У видов светлячков, у которых ярко светятся личинки, это, вероятно, используется для защиты. Их свечение может использоваться, чтобы сигнализировать о том, что они не будут приятной едой для хищников.

Проблемы светового загрязнения

Жизнь светлячков вращается вокруг света. Искусственного освещения в ночное время становится все больше, даже в сельской местности. Это может привести самцов светлячков к мысли, что они нашли колонию ярко светящихся самок. Искусственный свет может блокировать биолюминесценцию самок и мешать самцам находить самок.

Исследование, проведенное в 2014 году, показало, что даже очень низкий уровень светового загрязнения может нарушить репродуктивное поведение самцов L. noctiluca , которые искали себе пару. Авторы предположили, что в районах, где численность светлячков сокращается, в качестве возможной причины следует рассматривать световое загрязнение.

Светящиеся насекомые в Великобритании

В Великобритании имаго L. noctiluca активны в период с мая по сентябрь, обычно с пиком активности в июне и июле. Личинки часто активны немного дольше, с апреля по октябрь.

Светлячки обычно встречаются в местах, где имеется большое количество мелких улиток, которыми питаются личинки. Жуки также, как правило, связаны с известняковыми участками.

В 2020 году новое исследование, в ходе которого регистрировались светлячки в Великобритании за последние 18 лет, показало, что количество светящихся самок L. noctiluca на участках на юго-востоке Англии сокращается примерно на 3,5% в год.

Образец малого светлячка ( Phosphaenus hemipterus)

Малый светлячок ( Phosphaenus hemipterus ) также встречается в Великобритании. Но и самцы, и самки этого вида нелетающие, и ни один из них не светится с большой интенсивностью или регулярностью. Обычно они светятся только тогда, когда их потревожили.

Из-за небольшого размера этот вид легко не заметить. В отличие от большинства других светлячков, меньший светлячок активен в течение дня, что устраняет зависимость от биолюминесценции. Чтобы найти друг друга, самки могут выделять феромоны, которые самцы ощущают своими длинными антеннами.

Места обитания светлячков широко распространены по всей Британии, хотя, согласно Атласу Национальной сети биоразнообразия, P. hemipterus в настоящее время известен только в Хэмпшире, Суррее, Восточном и Западном Суссексе.

Во время активного сезона местные группы природы в Великобритании организуют ряд прогулок и мероприятий со светлячками.