mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024
i

Aktuální číslo:

2024/2

Téma měsíce:

Faleš

Obálka čísla

Budoucnost v záři živých světel

 |  10. 7. 2023
 |  Vesmír 102, 386, 2023/7
 |  Téma: Moře

Je klidná teplá noc. Jižní Pacifik. Vánek stěží fouká a vlnka se líně přelévá přes vlnku. Zato dole v hlubinách, kde je voda mrazivá a kam ani měsíční světlo nedosáhne, bývají klid a ticho jen zřídkakdy známkami pokoje a bezpečí. Žádný tvor si nikdy nemůže být jist, zda se dočká rána. Zbloudilá rybka se ponořila příliš hluboko a zastihla ji noc. Pátrá po jakékoliv stopě světla. A najednou ho spatří. Bludné světélko. Jsou to sluneční paprsky? Cesta do bezpečí? Ve světle falešného útočiště se zablýskly strašidelné čelisti… A jejich majitel, hlubokomořský ďas, se s plným žaludkem dožije dalšího dne.

V průběhu stovek tisíc let evoluce se některé formy života naučily zkrotit, produkovat a využívat takzvané studené světlo. Studené proto, že jeho vznik bývá velice efektivní a jen málo investované energie je ztraceno ve formě tepla, tedy přesně naopak než u běžných svítidel. Tato výjimečná a nepřehlédnutelná schopnost, nazývaná Poseidonovy ohně, bludičky či odborně bioluminiscence, se vyskytuje spíše zřídka, ale zato napříč širokým spektrem organismů: od těch nejjednodušších, jako jsou bakterie a houby, přes bezobratlé – hmyz, korýše či žahavce – až po obratlovce – ryby a žraloky.

Šikovná, ale nákladná

Bioluminiscence, tedy přeměna energie uložené v chemických sloučeninách na energii světelnou, svým nositelům pomáhá efektivně lovit, prchat z nebezpečných situací, umožňuje jim komunikovat, hledat partnera či se rozmnožovat a šířit – a to je důvod, proč tato schopnost zpočátku byla ve vědecké komunitě velkou záhadou. Jak je možné, že je tak nevšední? Proč je světélkujících druhů tak poskrovnu, přestože se bioluminiscence zdá velice výhodná pro přežití? Ukázalo se, že disponovat touto schopností je pro organismy podobné jako například pro člověka vlastnit velký bazén: na první pohled vše vypadá překrásně, avšak údržba je velice, velice nákladná. Světélkující organismy musí být vysoce specializované a odevzdané konkrétnímu způsobu života, který sice nabízí nevšední možnosti, avšak za cenu vysokého rizika a nejistoty.

Pro každý živý organismus je nezbytné dýchat, trávit a vnímat. Za všemi těmito a také mnohými dalšími procesy stojí a za nitky tahají vysoce efektivní biologické nástroje: enzymy, proteiny s funkcí biokatalyzátorů. Tyto látky umožňují průběh takřka všech pro život potřebných chemických reakcí, které by jinak byly nemožné anebo nevyužitelně pomalé. Průměrný organismus si těchto nástrojů vyrábí na třináct set různých druhů, každý pro jiný účel. I proces bioluminiscence je dílem enzymů, které se nazývají luciferázy (z latinského lucifer = světlonoš; obr. 4).

Stejně jako nerozsvítíte žárovku bez elektřiny, i luciferázy potřebují nějaký zdroj energie. Pro tento účel musí světélkující organismy stále získávat a udržovat zásoby mimořádně energeticky bohaté látky, tzv. luciferinu, který pro luciferázu funguje jako palivo. Jakmile nastane pravá chvíle, luciferáza začíná luciferin oxidativně rozkládat, čímž se obrovské množství energie nastřádané v chemických vazbách uvolňuje a vyzařuje v podobě viditelného světla. Luciferin je ale energií natolik nabitý, že může mít sklony rozkládat se i spontánně, bez přičinění enzymu. Přitom se ale místo světelné energie uvolňuje téměř pouze nežádoucí teplo, a tím veškerá energie investovaná do biosyntézy luciferinu přijde vniveč. Organismy si tak musí zásoby svého luciferinu dobře zabezpečit, aby jím neplýtvaly, poněvadž na to je pro ně jeho výroba příliš drahá a vyčerpávající. Řada mořských světélkujících živočichů řeší tento problém způsobem, který zcela obchází nároky pro biosyntézu luciferinu – nevyrábí si jej, ale získává prostřednictvím potravy. V přírodě tak nacházíme velké množství různých luciferáz – každý bioluminiscenční druh si vyrábí svou vlastní – avšak spektrum luciferinů je omezené a stejný luciferin bývá společný pro více bioluminiscenčních druhů. Tato „lenost“ světélkujících organismů ztěžuje vědecký výzkum. Poněvadž luciferiny mezi svým vznikem a spotřebou mohou vystřídat několik organismů, je často velmi obtížné dopátrat se, ze které složky potravního řetězce daný luciferin pochází. Ten navíc v původním organismu vůbec nemusí sloužit jako palivo pro luciferázy, a kořeny jeho syntézy proto mohou zasahovat téměř kamkoliv.

Nyní vidíte 26 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Moře
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorech

Martin Marek

Daniel Pluskal

Další články k tématu

Potíže s oceánským THCuzamčeno

Zkratka THC, v oceánografických kruzích stejně známá jako její ekvivalent mezi příznivci konopných rozkoší, označuje termohalinní výměník –...

(Ne)těžit suroviny z mořského dnauzamčeno

V červenci se koná zasedání Mezinárodního úřadu pro mořské dno. Na programu bude i jednání o přijetí pravidel těžby strategických nerostných...

Měřítko, rozsah, zrno a ryby jako lesní rostliny

Člověk se pomocí vědeckých pozorování snaží co nejlépe popsat svůj mnoharozměrný svět. výsledky však ovlivňuje měřítko, úhel pohledu. na volbě...

Navigace a mapy z druhého konce světauzamčeno

Evropský charakter navigace a orientace v mapách jsou už dnes nedílnou součástí globálního paradigmatu v kartografii. Na druhém konci světa však...

I suchozemci Češi zkoumají moře

Mořský výzkum sice nepatří v České republice k běžným oborům, přesto má poměrně dlouhou tradici. První návrh na založení vlastní české výzkumné...

Vznášení s trilobityuzamčeno

S více než 21 tisíci popsanými druhy byli trilobiti významnou složkou prvohorních mořských ekosystémů. krunýř těchto členovců byl zpevněn...

Námořní dějiny Čech a Moravyuzamčeno

Nepočítáme-li několik let, během nichž král Přemysl Otakar II. rozšířil svou moc až k Jaderskému moři, mohli obyvatelé českých zemí sotvakdy...

Doporučujeme

Pravá faleš, nebo falešná pravda

Pravá faleš, nebo falešná pravda uzamčeno

Halina Šimková, Jan Strojil  |  5. 2. 2024
Žádná společnost na světě nemá tolik prostředků či energie, aby dokázala efektivně bojovat proti všem podezřením z ohrožení. Používáme proto...
Koho balamutí tořiče

Koho balamutí tořiče uzamčeno

Jiří Sádlo  |  5. 2. 2024
Vstavačovité tořiče, rod Ophrys, jsou hodně složité a osobité. Dlouho se ví a říká, že klamou své hmyzí opylovače. Méně se připouští, že...
20 let s grafenem

20 let s grafenem uzamčeno

Jan Kunc  |  5. 2. 2024
Grafen, dvoudimenzionální alotrop uhlíku, vyvolal velkou vlnu pozornosti v roce 2004. Jak se tento význačný vědecký směr formoval, jaké byly jeho...