发光生物的范围和种类

发光物种广泛分散的分类学的,没有明显的模式。许多发光虾已知但没有发光螃蟹。许多发光鱿鱼已知但只有一个发光吗章鱼(Callistoctopus arakawai的日本)。再次,发光蜈蚣和千足虫并不少见,但发光吗蝎子和蜘蛛显然是不存在的。

几乎一半的动物类群含有发光形式,但是代表的数量非常小而已知的动物物种的总数。的原生生物不是很发光物种丰富,但在绝对丰度最大,特别是在热带海域。事实上,大多数的发光生物是海洋。

海面在热带地区的许多地方密集的用单细胞发光浮游生物,主要是钩鞭藻机械刺激时,发光,因为翻腾的海浪,或者,被冲上岸的时候,一只脚的压力。一些生物表现出24小时的节奏光强度白天晚上,最高和最低。

在甲壳类动物,发光物种尤其引人注目桡足类、虾、介形亚纲动物。发光的桡足类是广泛分布在世界各地的水域。有些表面居民,而另一些人则生活在深海。两个著名的发光桡足类组Pleuromma和Metridia。一些虾(Hoplophorus)发出明亮的发光器官分泌,而另一些人拥有真实的光器官(发光器),它由一个镜头,反射器,发光发光细胞。的三个或四个物种介形亚纲动物属Vargula(也称为Cypridina)已知发光,最著名的是诉hilgendorfii(或c . hilgendorfii),发现日本的沿海水域和金沙。小,炮击有机体,放出蓝色发光分泌入水时受到干扰,可能收集和干发光组件,无限期地活跃。

其他生物负责大型海洋中片状的光水母和其他腔肠动物和栉水母(栉水母门动物)。大部分的浮动、透明管和羽毛,生活在海底的海笔是发光的。的许多水螅虫和水母也发光。海笔(Pennatula),海仙人掌(Cavernularia),海三色堇(Renilla)是殖民地,刺激生成波明亮的光旅行的有机体。的发光在这些生物似乎神经控制。

在环节动物、海洋蠕虫和蚯蚓既包含发光形式。Odontosyllis,火虫百慕大,几天后,成群的数字满月。雌性蠕虫,大约2厘米(大约1英寸)长,上升到表面后不久,日落和游泳圈,排出一个发光的分泌。较小的雄性蠕虫游到女性盘旋和伴侣。男性也发光,但光线断断续续的和细胞内的性格。现在还不确定是否发光有交配关系,因为无光的Odontosyllis表现出类似的求偶行为。Chaetopterus花生活在羊皮纸膜管,两端开口。发冷光当干扰,但怀疑发光有特殊目的。Polynoe和Polycirrus发光的环节动物,通常生活在沙子或岩石。发光的软体动物包括Pholas(一个双壳类),Phyllirrhoe(一个浮动的裸鳃亚目动物),Planaxis(一个海洋腹足类动物),Latia(淡水纠缠不休)和鱿鱼(头足类动物)。

的发光的鱿鱼和深海鱼类具有最复杂的发光器官;他们由发光细胞,反射镜,镜头的身体,和,在某些情况下,色彩过滤器。了公海鱿鱼(oegopsids),如Lycoteuthis,那里,Enoploteuthis,多达75%是自发光;即。,光results not from symbiotic luminous bacteria but from an internal biochemical reaction. In deep-sea squids, the light organ is often found on the eyelid or on the eyeball itself. In others—e.g.,Watasenia scintillans光器官也存在末端的触角,身体的其他表面。

深海琵琶鱼,hatchetfish,灯笼鱼是最著名的发光鱼。在大多数这样的鱼,产生发光细胞;光线发出通过特殊的细胞称为photocytes。许多鱼类的发光器官的解剖结构类似于鱿鱼。深海鱼类有发光器沿着身体,在众目睽睽之下,通常在触须或天线。典型的发光器官由一个镜头,发光体,滤色器,反射器。光常在鱼的神经控制,死后迅速发冷光的能力消失了。是否发光组件开发的鱼或鱼摄取的不清楚。存在一个明显的可能性,鱼饲料等甲壳类动物Vargula生物和使用自己的光的发光组件生产。

几属深海鱼类和一些家庭的浅水鱼类产生光的窝藏共生发光细菌发光器官内。这种类型的器官具有丰富的血液供给组织,滋养和维护发光细菌。似乎每个鱼类成为感染特定的细菌类型。bacteria-filled机关不断发光,但光可以通过控制载黑素细胞分散在表面的器官或黑色膜这可能是机械的器官。控制是由载黑素细胞的收缩和扩张,或色素颗粒。载黑素细胞的扩张切断了光,而收缩允许光线穿过。著名的手电筒鱼(Photoblepharon)印尼拥有大眼睛下的发光器官。光线消失在黑皮肤的褶皱了向上的器官。

一些种类的深海鲨鱼然而,与发光细菌可以产生光而不合作。kitefin鲨鱼(Dalatias利桑德罗),微lanternshark (Etmopterus路西法)和南部lanternshark (大肠granulosus)出现通过化学反应产生光的发光器官由激素控制。

一种间接排放的发光器官存在于一些鱼。发光的器官通过短管和连接到肠道通常是嵌入在组织。外面的光线穿过半透明的龙骨和腹部肌肉,如Leiognathus,Acropoma(lanternbellies),Archamia。

其他高等动物,脊索动物亚门被囊类包含发光形式。属Pyrosoma包括几个品种,占海洋的灿烂发光在大型浮游生物,引起这个名字“火的身体。”Pyrosoma是一个浮动的殖民形式,远洋和半透明的。殖民地长度通常达到3 - 10厘米(约1到4英寸),与每一个长约5毫米(0.2英寸)。

发光的细菌都是海洋形式,成长需要盐和发光,广泛分布在整个海洋世界。最常见的是弧菌和发光细菌物种。虽然发光细菌有各种形状,但他们并不会形成集群或连锁店,像许多其他细菌。当然,个体的细菌用肉眼是看不见的,但是光从液体或琼脂文化包含数十亿的细菌很容易可见。灯光是蓝色的和连续的。许多发光细菌生活在鱼和鱿鱼的发光器官,宿主没有不良影响。

小的白色发光真菌(“狐火”)通常生长在森林枯枝,尤其是在地面是潮湿的,湿的;这些形式主要集中在热带地区。真菌的范围从蓝色,绿色和黄色,这取决于物种。在大型发光形式鬼真菌(Omphalotus nidiformis,以前侧耳属锦缎澳大利亚和行踪不定的人(o . olearius,也被称为Clitocybe illudens)的美国,达到约13厘米(大约5英寸)直径。

亮度之间的陆地动物是不与任何特定的关联栖息地,但几乎所有这些形式都在夜间活动。蜈蚣Orphaneus,广泛分布在热带亚洲,从每个段发出明亮的分泌物。整个身体的Luminodesmus sequoiae,一个千足虫在加州内华达山脉的漫射光的发光。发光的昆虫包括一些真正的苍蝇(秩序双翅目),尤其是Arachnocampa luminosa,幼虫发冷光的绿色蓝色旋钮结束时,它的身体。幼虫摇摆的天花板上挂着的细丝洞穴在新西兰。萤火虫发光甲虫包括叩头虫科引火物(磕头虫,或cucujo在南美洲)。萤火虫的发光幼虫和一些发光无翼的成年人被称为萤火虫。女性Diplocladon hasseltii,称为starworm,或钻石蠕虫,发出连续的绿色蓝色发光从三个点在身体的每一部分,形成三个纵向排光,外观的灵感常用名晚上的火车。Phrixothrix铁路蠕虫,拥有两个纵向行,红色发光斑点的头。

纠缠不休的Latia neritoides发现,流在奥克兰,新西兰,是已知唯一严格淡水发光形式。所谓的萤火虫虾(萤ebi)在湖的诹访元日本,但光从发光细菌感染虾和杀死它在大约24小时。

光发射的生化事件

在大多数生物发光,发光的基本组成部分是可氧化的有机分子荧光素和酶荧光素酶具体不同的生物体。目前的定义是使用通用名称根据origin-e.g。,萤火虫荧光素和荧光素酶,Vargula荧光素和荧光素酶。luciferin-luciferase反应实际上是一个es荧光素的反应,被氧化的底物分子氧气,荧光素酶的酶所催化的反应,随之而来的发射的光。光发射仍在继续,直到所有的荧光素被氧化了。这种反应是萤火虫,Vargula,Latia和许多类型的鱼,如灯笼鱼,hatchetfish,Apogon,Parapriaeanthus。

萤火虫发光的物质三磷酸腺苷(ATP)最初与萤火虫荧光素酶反应,离子镁,萤火虫荧光素形成一个复杂的(luciferase-luciferyl-adenylate)和焦磷酸。复杂与氧气反应发出光。足够的能量在最后一步将解放电子配置luciferase-luciferyl-adenylate复杂从低能基态高能激发态。高能复杂然后失去能量辐射光子的可见光,回到基态。

发光细菌采用的酶氧化减少黄素单核苷酸(FMNH₂)。在完整的反应,细菌荧光素酶与FMNH反应₂和氧形成一个长寿的中间复杂,然后与长链脂肪族醛分子反应(例如,癸醛)发光。

生物荧光的研究的重要性

萤火虫的发光反应已被用作分析方法测定三磷酸腺苷(ATP),一个重要的代谢物质所有活细胞在许多反应中使用的能量储存或消耗。萤火虫的发光的特殊混合提取灯笼在ATP分解最终会变暗,同时消失。添加新的ATP,要么作为纯化学或组成组织提取,立即恢复发光。发光的强度直接测量的ATP提取中。分析方法已广泛应用于医学和生物学研究的ATP含量来确定在提取的细胞和组织。反应的研究涉及ATP的机制导致了详细了解能量转换在细胞。萤火虫的反应是为数不多的反应中,ATP直接参与光发射。所有其他生物荧光反应涉及化合物化学不同于ATP。