Зачем нужна биолюминесценция и что она подсказывает бионике?

В настоящее время точно известно, что представляет собой биолюминесценция, в результате каких химических процессов она возникает. Но до сих пор мы точно не знаем, зачем она нужна.

Эпохальное открытие фотоэффекта, за которое в 1924 г. Альберт Эйнштейн получил Нобелевскую премию, Открыло перед биолюминесценцией новые перспективы. Он доказал, что свет, падающий на проводник, порождает слабый электрический ток, который может быть усилен. Одним из последствий этого открытия была разработка фотоусилителя, прибора, который позволяет регистрировать самую слабую люминесценцию. Было обнаружено, что очень слабое световое излучение является свойством всех живых тканей. Это явление было отмечено у мышечных клеток печени, мозга, кожи, а также у клеток корней, семян и листьев всех видов растений.

Зачем нужна биолюминесценция и что она подсказывает бионике

Даже до изобретения фотоусилителя, а именно в 1920 г. американский биолог Гурвиц посредством простых опытов показал, что живая материя испускает свет. Для этого он использовал семена лука, пивные дрожжи, кровь и фрагменты опухолей, включающих клетки с высокой способностью к делению. Гурвиц высказал смелую для того времени гипотезу. "Световой поток, - говорил он, - является носителем информации, сигналом, который включает механизм деления соседних клеток и который (возможно даже) определяет закодированную программу их ближайшего будущего".

В шестидесятые годы были выдвинуты две гипотезы в связи с биолюминесценцией.

Этологи, среди которых отметим У. Уиба и Ф. Бака, показали, что у некоторых видов животных (светлячки, тропические элатериды, глубоководные рыбы) биолюминесценция служит в качестве сигнала для взаимоузнавания индивидов того же вида, особенно в период размножения. Некоторые из этих сигналов были декодированы.

С другой стороны, биохимики высказали гипотезу, что для большинства живых существ, микроскопических и макроскопических, свет представляет собой избыток энергии, от которой освобождаются молекулы клеток всякий раз, когда в результате обмена веществ они получают больше энергии, чем им необходимо. Световое излучение является как бы предохранительным клапаном, регулирующим энергетический поток и являющимся, благодаря освобождению от излишков, функцией, необходимой для равновесия и благополучия клеток организма.

Согласно гипотезе Курта Калле, высказанной в 1970 г., загадочные шарики, всплывающие из глубин морей и "лопающиеся" на поверхности воды, рассеивая на десятки и сотни метров странное излучение (известные огни Люцифера, которые наблюдал Колумб), состоят из огромных скоплений морских одноклеточных организмов, образованных распространяющимися вертикально сейсмическими волнами. Представляется, что эта деятельность (как и ночное свечение на поверхности теплых морей) вызывается волнением моря, которое под действием давления волн и трения воды электризует микроорганизмы, находящиеся в зоне волнения.

Пока здесь останавливаются наши знания о биолюминесценции. Когда мы декодируем видимые световые сигналы или расшифруем значение клеточной люминесценции, воспринимаемой лишь с помощью фотоусилителей, мы глубже проникнем в тайны природы, найдем пути более непосредственного общения с остальным живым миром, добьемся новых успехов в медицине. Известно, например, что люминесценция крови изменяется от индивида к индивиду под влиянием некоторых разнообразных факторов, в частности типичных болезней.

Бионика находит в изучении биолюминесценции еще очень мало исследованный источник для получения в нашу эпоху энергетического кризиса замечательных механизмов освещения, которые расходуют минимальное количество энергии и обеспечивают коэффициент полезного действия, близкий к 100%. Можно также говорить о перспективах открытия миниатюризованной до максимума техники связи по образцу клеточной люминесценции.

1с предприятие