Срочные новости раздела
Физики узнали, почему гребни прибрежных волн светятся ночью

Физики узнали, почему гребни прибрежных волн светятся ночью

Британские физики выяснили, почему гребни волн ночью светятся синим. В этом оказались замешаны водоросли-динофлагелляты, которые обитают в прибрежных водах, и волны, которые растягивают их мембраны .

© PawelG Photo /Shutterstock/FOTODOM

«Несмотря на десятилетия исследований физический механизм этого свечения оставался загадкой. Мы выяснили, как именно потоки воды заставляют водоросли вырабатывать свечение, и показали, как сам микроорганизм элегантно управляет тем, будет ли он светиться», – рассказал один из авторов работы, профессор Кембриджского университета Реймонд Голдстин.

У берегов Тихого океана и других крупных водоемов Земли ночью часто можно заметить синее сияние на гребнях волн. Как правило, оно появляется весной и летом на протяжении нескольких дней или даже недель.

Это явление ученые заметили еще в начале прошлого столетия. Как считают океанологи, его источник – микроскопические водоросли-динофлагелляты, которые активно размножаются в прибрежных водах в теплое время года. Ученые пока не пришли к однозначному мнению о том, как это свечение появляется, а также для чего оно нужно.

Голдстин и его коллеги заполнили этот пробел. С помощью набора высокоскоростных камер и системы наблюдения за жизнедеятельностью отдельных клеток динофлагеллятов они проследили за рождением отдельных вспышек света.

Работу этой установки ученые проверили на водорослях вида Pyrocystis lunula, которые населяют прибрежные воды всех океанов мира и считаются одним из главных источников этого свечения. Во время опытов ученые захватывали одиночные клетки водорослей с помощью микропипеток и помещали их в устройство, которое генерировало некое подобие океанических волн.

Меняя силу, направление и другие физические характеристики волн, физики наблюдали за тем, как появлялись вспышки света, а также отслеживали, как менялись жизнедеятельность и облик водорослей. Благодаря этому ученые смогли объяснить, почему Pyrocystis lunula светятся, зачем они это делают и как водоросли управляют этим свечением.

Первые же замеры показали, что свечение вырабатывалось только в том случае, если волны достаточно сильно и при этом быстро растягивали или сжимали мембрану, которая окружает клетки Pyrocystis lunula. Чем сильнее и быстрее возникали эти искажения, тем ярче было свечение клеток.

Подобные деформации в структуре клеточной оболочки, как предполагают ученые, заставляют открываться ионные каналы внутри клетки. Из-за этого ионы кальция могут проникать в те области Pyrocystis lunula, в которых содержатся ферменты, которые отвечают за выработку света. В результате молекулы этих ферментов активизируются. Чем сильнее открываются каналы, тем больше «топлива» для этих белков вырабатывает клетка и тем дольше и ярче она светится.

Где они находятся и как много подобных структур присутствует в клетках водорослей, ученые пока не знают. Они предполагают, что благодаря таким структурам Pyrocystis lunula отпугивают растительноядных обитателей моря, которые проплывают в опасной близости от колоний водорослей, не расходуя при этом энергию на свечение, если вокруг них не движутся быстрые объекты, которые становятся источником мощных колебаний и возмущений.

В ближайшее время, как отмечает Голдстин, его команда проверит эту теорию на практике. Исследователи собираются изучить, как распределяются силы, которые действуют на клетку внутри подобных волн, а также то, как водоросли реагируют на изменения в их конфигурации. Это поможет уточнить роль свечения в жизни Pyrocystis lunula и других динофлагеллят, а также понять, как можно приспособить этот механизм для решения практических и научных задач.

Статья опубликована в журнале Physical Review LettersИсточник: ИТАР-ТАСС

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Принципы квантовой физики практически идеально подходят для предсказания и описания поведения атомов и субатомных частиц. Но применение квантовой теории к объектам куда большим, чем атомы к
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Массивное железо-никелевое ядро нашей планеты разделяется на внутреннее твердое и внешнее жидкое. Конвекционный перенос тепла из центра к поверхности Земли заставляет жидкое ядро постоянно
подробнее...

Астрофизики из Гарвардского университета Ави Лёб (Avi Loeb) и Амир Сирадж (Amir Siraj)  выдвинули предположение , что на раннем этапе существования Солнечной системы у Солнца имелась звезда-спутник
подробнее...

Профессор Роман Яковлев из Института биологии и биотехнологии Алтайского государственного университета и Наталья Снеговая из Института зоологи Академии наук Азербайджана описали новый вид бабочек из
подробнее...

Ученые из Университета штата Огайо создали наночастицы на основе липидов, которые смогут доставить в клетки генетический материал, чтобы бороться с болезнями, связанными с мутациями.              ©
подробнее...

До недавнего времени считалось, что межпозвоночные диски есть только у млекопитающих, в том числе у человека. Немецкие ученые выяснили, что это не так и подобные структуры возникали в процессе
подробнее...

Согласно новому исследованию японских ученых, ключевую роль в регулировании уровня глюкозы играет белок, получивший название CNOT3. Он заставляет замолчать набор генов, которые в противном случае
подробнее...

Австралийские ученые сообщают об успехах проводимого ими проекта по борьбе с лихорадкой денге в Индонезии. В районах проведения испытаний заболеваемость снизилась на 77 %. Добиться этого ученым
подробнее...

Четвероногие растительноядные завроподы включали наиболее массивных динозавров, таких как диплодоки, брахиозавры и титанозавры, набиравшие более 100 тонн. Они были распространены на всех континентах,
подробнее...

Международная группа ученых под руководством специалистов из Колумбийского университета (США) предложила классифицировать нейроны коры головного мозга, передает портал EurekAlert! со ссылкой на
подробнее...

Астрономы просчитали свойства самых небольших и крупных скоплений темной материи и уточнили, как она распределяется по «паутине Вселенной». Благодаря этому ученые надеются открыть излучение от
подробнее...

Американские и шведские медики проследили за частотой развития аутизма у женщин, получавших вакцину от свиного гриппа в 2009 и 2010 годах во время беременности, и не нашли никаких свидетельств того,
подробнее...

Фитопатологи из Университета Южного Иллинойса во главе с Мириан Пиментель (Mirian Pimentel)  обнаружили новый способ защиты  посадок сои от опасного заболевания. Развитие болезни, вызываемой одними
подробнее...

Международная группа ученых во главе с исследователями из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL, Швейцария) обнаружила, что «мобильные элементы» ДНК играют важную роль в развитии
подробнее...

Составлена трехмерная карта протопланетного облака, окружающего тройную систему GW Ориона: его сложная искривленная форма может указывать на присутствие планеты.
подробнее...

Физики из Делфтского технологического университета смогли независимо управлять двумя различными типами магнетизма в атоме. Фактически такое влияние дает возможность хранить в одном-единственном атоме
подробнее...

Китайские палеонтологи обнаружили связь между двумя видами сетчатокрылых насекомых, живших 165 миллионов лет назад, и древним лишайником. Крылья этих насекомых были столь похожи внешне на лишайник,
подробнее...