生物発光
生物発光とは、生物が光を作り出す能力のことです。多くの場合、これは共生によって行われます。この場合、より大きな生物は、多くの場合、特別な器官で、光を作る微生物が含まれています。真核生物の原生生物は特別な器官を持っており、いくつかの細菌も光を生成します。生物発光は、生産されたエネルギーが可視光として放出される化学プロセスの結果である。生物発光は、進化の間に何度も登場しています。
ATP（アデノシン三リン酸）、生物学的エネルギー源は、中間体を得るために酵素ルシフェラーゼの助けを借りてルシフェリンと反応します。この錯体は酸素と結合して、高度に化学発光（明るく輝く）化合物を生成します。
光の生成におけるガンマプロテオバクテリアの役割については、参考文献で詳細に議論されています。光を産生する能力は、通常の代謝の延長線上にある：すべての化学反応は数個の光子を産生する。光子の生産量が増えると、可視光が生成されます。バクテリアの場合、この反応の本来の機能は、過剰な酸素を無害化することであったと思われます。
飛翔して光るホタルのホトトギス。
虎の尾
キノコの生物発光種の例...
...ライトを消して光っている。
海
生物発光は主に海洋現象です。
"それは、地球の居住可能な体積の最大の割合である深海における光の支配的な源である。対照的に、生物発光は、バイカル湖であっても、淡水には（いくつかの例外を除いて）本質的に存在しない"
生物発光は海中のあらゆるレベルで見られる：浮遊性生物、遠洋性生物、底生生物。渦鞭毛藻類やクテノフォア（櫛歯類）のようないくつかの浮遊性グループは、ほとんどの種でそれを使用しています。ほとんどの深海海洋生物は、何らかの形で生物発光を利用している。通常、海洋発光は、海水を最も透過しやすい波長である青色と緑色の光のスペクトルに属します。
生物発光の機能
一覧はBiolumのウェブページをご覧ください。
カウンターイルミネーション迷彩
いくつかのイカの種では、細菌の生物発光が対照明に使用されているため、動物は下から見た頭上の環境光と一致します。これらの動物では、光の器官は、最適なマッチングを作成するために、この照明のコントラストを制御します。通常、これらの光器官は、生物発光細菌を含む組織から分離されています。
アトラクション
生物発光は、アングラーフィッシュのようないくつかの深海魚が獲物を誘引するためのルアーとして使用されています。魚の頭にぶら下がっているルアーは、目の届く距離にいる小動物を引き寄せます。しかし、一部の魚は、非生物発光ルアーを使用しています。
クッキーカッター・シャークは迷彩に生物発光を利用していますが、下腹の小さなパッチは暗いままで、その下を泳ぐマグロやサバなどの大型捕食魚には「小魚」のように見えます。これらの魚が「小魚」を消費しようとすると、サメに噛まれ、その宿主から円形の小さな「クッキーカッター」の形をした肉の塊をえぐり出します。
渦鞭毛藻は、このメカニズムに面白い工夫を凝らしています。水中での動きによってプランクトンの捕食者が感知されると、恐竜鞭毛虫は発光する。これにより、さらに大きな捕食者を引き寄せることができ、その捕食者はダイノフラゲラートの捕食者となるはずのダイノフラゲラートを消費してしまうのです。
仲間を誘引することは、生物発光の重要な機能である。これはホタルに見られるもので、ホタルは交尾期に定期的に腹部を点滅させて交尾を誘引します。海洋環境では、これは一部の小型の甲殻類でしか十分に記録されていませんが、かなり一般的なものかもしれません。
反発
特定のイカや小型甲殻類は、多くのイカがインクを使用するように、生物発光を使用しています。イカや甲殻類が安全な場所に逃げている間に、発光の雲が放出され、潜在的な捕食者を混乱させたり、撃退したりします。ホタルのすべての種には、捕食者を撃退するために発光する幼虫がいます。
Lampyris noctiluca のメス。
ホタルの幼虫
バイオテクノロジー
生物発光生物は、多くの研究分野の対象となっている。ルシフェラーゼシステムは、遺伝子工学の分野で広く使用されています。彼らはまた、いくつかの細胞に目に見えるラベルを与えるために、生物医学研究で使用されています。ルシフェリンは、分子や細胞に添加して顕微鏡下で目に見えるようにすることができます。"この市場は現在、約200億ポンドの価値があります。あなたが病院に入ると、ウイルス性タンパク質、がんタンパク質、ホルモン、ビタミン、細菌性タンパク質、薬剤を測定する血液検査を持っている場合、それはほぼ確実にこの技術を使用します"。
生物発光生物の光産生器官であるフォトフォアの構造を工業デザイナーが研究しています。
生物発光する南極オキアミの芸術的なレンダリング
生物発光生物
目に見える生物発光を持つ生物の一覧です。
陸上生物
動物たち。
- 節足動物
- 陸生貝
- クオンツ
- アネルスるい
- 菌類 - Armillaria, Omphalotus, Mycena, Gerronema, Pleurotusの種を含む、合計71種が生物学的に発光しています。
魚類
- アングラーフィッシュ
- クッキー型のサメ
- 懐中電灯の魚
- ガルパーウナギ
- ランターフィッシュ
- マリンハタタテダイ
- 沖合の魚
- パインコノハナダイ
- テンジクダイ
ホタル
ホタルはその名の通り、ルシフェリンと呼ばれる化合物が関与する酵素反応を利用して、緑色をした典型的な点滅光を発生させる甲虫です。捕食者に毒性を警告するだけでなく、点滅する腹部の主な目的は仲間を引き付けることだと考えられています。
海洋無脊椎動物
- 幾多のクニダリア
- 海のペン
- サンゴ
- アエコリア・ビクトリア
- 櫛の実
- 棘皮動物類
- 甲殻類
- 二種
- 某軟体動物
微生物
- 渦鞭毛藻類（例：Noctiluca scintillans、Pyrodimium bahamense）。
- ビブリオか
- 海洋細菌科のシワネラ属、シワネラハネダイ、シワネラウッディは生物発光性の細菌である。
質問と回答
Q:生物発光とは何ですか?
A:生物発光とは、生物が光を出すことです。
Q:生物発光の仕組みは?
A: 生物発光は、化学的なプロセスによって機能し、生成されたエネルギーは可視光として放出されます。
Q: 生物発光をするのはどんな生物ですか?
A: 真核生物の原生生物は、生物発光をする特別な器官を持っており、いくつかのバクテリアもこのタイプの光を発生させます。
Q:生物発光の能力はどこから来たのですか?
A: 生物発光の能力は、通常の代謝の延長線上にあります。すべての化学反応は自然に数個の光子を生成し、光子の生成が増加すると、可視光が見えるようになります。
Q: バクテリアの生物発光の本来の機能は何だったのですか?
A:バクテリアの生物発光の本来の機能は、過剰な酸素を無毒化することだったと思われます。
Q:ルシフェリン、ルシフェラーゼとは何ですか?
A:ルシフェリンとルシフェラーゼは、ATP（アデノシン三リン酸）と酸素の反応に関与し、化学発光性の高い（明るく輝く）化合物を生成する成分です。
