Почему светлячки светятся?

Светлячок — это настоящий «черный ящик» биолюминесценции: в течение около 60 лет ученым было известно, что основные «ингредиенты» свечения — это кислород, кальций, магний и химическое вещество естественного происхождения под названием люциферин (от латинского lucifer, «несущий свет»). В итоге мы видим фотоны света в виде желтых, голубых, зеленых и оранжевых огоньков.

Однако до недавнего момента химические реакции, которые приводят к свечению, были неизвестны. Брюс Бранчини из Коннектикут-колледжа и его коллеги нашли неспаренный электрон кислорода, который, по их мнению, и отвечает за это свечение. Они решили выяснить, как функционирует биохимический процесс по преобразованию ферментами и белками химической энергии в свет. Их работа стала самым подробным описанием, раскрывающим химические процессы, участвующие в биолюминесценции светлячков, сообщает National Geographic. Традиционное объяснение не устраивало ученых, ведь как минимум два ингредиента — кислород и люциферин — вероятно, не вступают друг с другом в реакцию, которая могла бы в итоге приводить к свечению.

Эксперименты показали, что кислород участвует в процессе свечения в виде молекулы с неспаренным электроном (супероксидный анион). Этот электрон и позволяет кислороду вступать в реакцию с люциферином. Более того, Бранчини считает, что супероксидный анион может быть ключом к разгадке биолюминесценции в дикой природе — начиная от планктона и заканчивая глубоководными рыбами.

Изучение люциферина и биолюминесценции может быть полезным для развития медицины — к примеру, для визуализации опухолей и разработки лекарств для борьбы с раковыми заболеваниями. Однако, как подчеркнул Бранчини, «мы просто хотим изучить природу — какое-то полезное применение этим знаниям может быть, но его также может и не быть».