Bioluminescence pengalaman musim luruh • Ilya Wiener • Gambar saintifik hari mengenai "Elemen" • Kimia, Mycology

Pengalaman musim luruh Bioluminescence

Hakikat bahawa cendawan paling mudah dapat menempati kawasan berpuluh-puluh hektar, beratnya kira-kira 100 tan dan hidup selama ribuan tahun, ramai sudah tahu, tetapi sangat sedikit orang yang tahu tentang keupayaan mereka untuk bioluminescence. Dalam foto – cahaya kayu mati, diuraikan oleh rumput (Armillaria sp.). Walau bagaimanapun, tanpa peralatan fotografi khas seperti cahaya zamrud terang yang tidak kelihatan, seseorang hanya dapat melihat pantulan kehijauan yang memudar pada malam yang gelap. Foto ini diambil menggunakan pendedahan yang sangat panjang, jadi warna ternyata sangat terang.

Kayu cerah dengan miselium madu agaric (Armillaria sp.). Foto © Grigory Evtukh, Wilayah Moscow, Stesen Biologi Zvenigorod dari Moscow State University, musim panas 2015

Pernyataan pertama tentang bioluminescence kulat yang kita dapati di Aristotle dan saintis Rom Pliny the Elder, yang memerhatikan kesan ini dan menyebutnya "api sejuk". Gelombang hantu kemudiannya dikenali di barat sebagai "foxfire" – nama ini mungkin berasal dari fois Perancis purba – "kebohongan." Di Rusia, tidak ada istilah khusus untuk fenomena ini. Cahaya yang terdapat di bawah nama "foxfire" dalam banyak karya, misalnya dalam "The Adventures of Huckleberry Finn" Tom Sawyer menggunakannya untuk menerangi terowongan.Walau bagaimanapun, tidak sampai 1823 bahawa sambungan telah ditubuhkan antara cahaya kayu (iaitu, kayu sokongan kayu yang digunakan untuk lombong perlindungan) dan cendawan mycelium yang secara aktif berkembang di dalamnya.

Buah madu musim luruh buah (Armillaria cf. mellea). Foto © Ilya Viner, Moscow, Losiny Ostrov, September 2016

Secara umum, di dunia terdapat puluhan spesis "cerah" cendawan. Kadang-kadang hanya substrat bercahaya dengan miselium kulat, seperti dalam kes kelenjar terbuka, bersinar, dalam spesies lain, badan berbuah sendiri juga boleh bercahaya. Di tengah band, semua spesies genus dari genus mampu bioluminescence. Armillaria – mereka yang dikenali sebagai cendawan musim luruh musim luruh – dan beberapa spesies genus Mycena: epipterigia, hematopus, pura, stylobates (kedua-dua miselium dan badan buah-buahan bersinar).

Bukan hanya kulat, tetapi juga banyak organisma hidup lain yang mampu bioluminescence. Dalam kebanyakan kes, cahaya dipancarkan kerana reaksi kimia pengoksidaan enzimatik luciferin, yang dijalankan oleh luciferase enzim. Nama "luciferin" muncul pada akhir abad ke-19 berkat ahli kimia Perancis Raphaël Dubois, yang mengkaji mekanisme bioluminescence pada kunang-kunang dan bivalves. Reacting with oxygen, luciferin bertukar menjadi tenaga bertingkat tinggi (selepas ini dirujuk sebagai HEI, pendek untuk bahasa Inggeris.perencat tenaga tinggi), yang hancur dengan pelepasan tenaga yang mencukupi untuk membentuk oxyluciferin dalam keadaan tunggal yang teruja secara elektronik; yang terakhir memancarkan cahaya yang boleh dilihat.

Kajian bioluminesen telah menjadi asas untuk kemajuan selanjutnya dalam biologi moden – contohnya, dalam pelbagai kaedah penjujukan DNA dan RNA, pelabelan fluoresen nukleotida terminal digunakan, walaupun, dengan cara ini, ini tidak semua. Sehingga baru-baru ini, mekanisme bioluminescence diketahui hanya untuk serangga, bakteria dan invertebrata laut, tetapi bukan untuk kulat. Dan sekarang, akhirnya, kajian terbaru menunjukkan bahawa cendawan juga menggunakan sistem dengan luciferin, yang, yang sangat penting, tidak dikaitkan dengan luciferin lain yang diketahui. Jadi, walaupun nama molekul yang sama, mekanisme pelepasan cahaya dari kulat adalah istimewa. Yang terdahulu dari luciferin kulat adalah herpidine (lihat Hispidin), ia teroksidasi oleh enzim NADPH hispidine-3-hydroxylase dengan kehadiran oksigen untuk membentuk 3-hidroksi-disidin, iaitu luciferin kulat. Kemudian terdapat pengoksidaan enzimatik dengan oksigen ke HEI, yang seterusnya, memisahkan molekul karbon dioksida dari dirinya sendiri dan menjadi cahaya oksilucepherin yang mengeluarkan cahaya.

Skim umum bioluminescence kulat dan sintesis oxyluciferin. Gambar dari artikel Z. M. Kaskova et al., 2017. Mekanisme dan modulasi warna dari bioluminescence kulat

Walau bagaimanapun, ia tetap tidak sepenuhnya jelas sama ada terdapat sebarang fungsi biologi dalam bioluminescence kulat, atau ia hanya kesan sampingan metabolisme. Untuk memberi penerangan mengenai masalah ini, satu pasukan saintis dari Rusia, Brazil dan Jepun menjalankan eksperimen berikut: para penyelidik meletakkan cendawan tiruan yang dilengkapi dengan lampu LED hijau di dalam hutan, dan cahaya LED telah dipilih untuk mensimulasikan bioluminescence cendawan tempatan Neonotopanus gardneri. Hasil daripada percubaan, didapati cahaya menarik serangga dan makhluk lain yang secara efektif menyebarkan spora jamur. Ia juga telah menunjukkan bahawa Neonotopanus hanya bersinar pada waktu malam, yang menimbulkan keraguan pada versi bahawa bioluminescence hanya merupakan hasil sampingan metabolisme. Tetapi mengapa kayu menyala, cendawan yang dibusuk, masih tidak jelas.

Foto © Grigory Evtukh, Wilayah Moscow, Stesen Biologi Zvenigorod dari Moscow State University, musim panas 2015.

Ilya Wiener


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: