Dołącz do czytelników
Brak wyników

Laboratorium

30 czerwca 2021

NR 45 (Lipiec 2021)

Iskrzyk – żywa latarnia

0 105

Trudno o bardziej fascynujący i oddziałujący na wyobraźnię fenomen natury niż bioluminescencja. Przez znaczną część historii naszego gatunku zdążyliśmy się przyzwyczaić, że większość źródeł światła (a do pewnego momentu wszystkie nam znane) były związane z ciepłem. Ogień dawał światło, ale także i ciepło, podobnie wyładowanie elektryczne w lampie łukowej oraz włókno żarowe w klasycznej żarówce. Dzięki obserwacjom natury znaliśmy jednak organizmy potrafiące wytwarzać własne światło. W odróżnieniu jednak od sztucznego światła, jakie potrafiliśmy generować na własne potrzeby, to blask wytwarzany np. przez niektóre owady można określić jako zimny, ponieważ nie wiąże się on z zauważalnym wzrostem temperatury. Z tego powodu często sądzono, że światło produkowane przez żywe istoty jest innej natury niż to dawane nam przez ogień. Bywało to wykorzystywane jako argument na rzecz istnienia tajemniczej siły przepajającej całą przyrodę i nazywanej między innymi jako vis vitalis (gr. siła życia) [1].
Bioluminescencja jest właściwie przypadkiem szczególnym chemiluminescencji, to znaczy zjawiska, podczas którego dochodzi do emisji promieniowania elektromagnetycznego z zakresu światła widzialnego kosztem energii wyzwolonej podczas specyficznych reakcji chemicznych. Nie jest ona wcale tak rzadkim zjawiskiem, jakby mogło się wydawać, ponieważ organizmy, u których występuje, należą do wielu odległych względem siebie grup, np. bakterii Bacteria, protistów Protista, grzybów Fungi, jamochłonów Coelenterata, mięczaków Mollusca, skorupiaków Crustacea, owadów Insecta, osłonic Tunicata, a nawet ryb Piscis. Biorąc to pod uwagę, możemy z pewnością stwierdzić, że bioluminescencja nie powstała w toku ewolucji jedynie raz, a raczej wielokrotnie.
Żyjące w warunkach morskich bakterie świecące należą głównie do rodzajów Vibrio i Photobacterium. Nie są chorobotwórcze i można hodować ich kolonie na odpowiednich pożywkach. Oczywiście światło pojedynczej bakterii nie jest możliwe do zaobserwowania ludzkim okiem, ale kolonie składające się z wielu komórek emitują już całkiem wyraźny niebieski blask (fot. 1).
 

POLECAMY

Fot. 1. Bioluminescencja kolonii bakterii Aliivibrio fischeri rozwijających się na sztucznej pożywce


Jakiś czas temu opisywałem na łamach „Biologii w Szkole” sposób hodowli występującego na terenie Polski grzyba o właściwościach bioluminescencyjnych, czyli łycznika ochrowego Panellus stipticus (fot. 2) [2]. 
 

Fot. 2. Bioluminescencja łycznika ochrowego; górny wiersz – owocnik, widok z boku, dolny wiersz – owocnik, widok na hymenofor, lewa kolumna – widok w świetle dziennym, prawa kolumna – widok w cie mności, wyraźnie dostrzegalna jasnozielona bioluminescencja


Wśród innych grzybów spotykanych na terenie Polski podobne właściwości ma pasożytująca na drzewach (podobnie jak łycznik) opieńka miodowa Armillaria mellea, w przypadku której świecą głównie jej ryzomorfy. Wiele egzotycznych gatunków grzybów emituje nawet wyraźniejsze światło, czego przykładem może być kielichowiec pomarańczowy Omphalotus olearius czy Omphalotus illudens [3].
Wśród obdarzonych zdolnością bioluminescencji organizmów zwierzęcych żyjących w naszym kraju koniecznie wspomnieć trzeba chrząszcze Coleoptera z rodziny świetlikowatych (robaczków świętojańskich) Lampyridae:

  • iskrzyk Phausis splendidula,
  • świeciuch Phosphaenus hemipterus,
  • świetlik świętojański Lampyris noctiluca.

W moich poszukiwaniach spotkałem iskrzyka, dlatego postaram się opisać pewne obserwacje z udziałem tego sympatycznego owada. W jego przypadku zdolność do emisji światła mają zarówno samce, jak i samice (których niestety nie udało mi się zaobserwować). Jest to wyraźna różnica w stosunku do świetlika świętojańskiego, w przypadku którego światło emitują jedynie samice.

Iskrzyk

Świetlikowate, nazywane też bardziej poetycko robaczkami świętojańskimi, są grupą owadów z rzędu chrząszczy. Jest to dosyć liczna rodzina, ponieważ należy do niej nawet około 2000 gatunków podzielonych na 83 rodzaje. Rozpowszechnione są na całym świecie, jednak największą różnorodność gatunkową osiągają w tropikalnych rejonach Azji i Ameryce Południowej [4].
Wielu przedstawicieli tej rodziny – choć nie wszyscy – znanych jest ze swej zdolności do bioluminescencji. Barwa wytwarzanego światła we wszystkich przypadkach jest jasnozielona. Narządy świetlne są położone na brzusznej stronie odwłoka i mogą przyjmować zróżnicowane kształty: pojedynczej plamki lub plamek, paska, a u niektórych pokrywają całe segmenty odwłoka. Wytwarzanie światła służy tym owadom do komunikacji, sygnalizowania przynależności gatunkowej i ma swoje znaczenie w odnajdywaniu partnera. Larwy wspomnianych chrząszczy występują powszechnie w środowiskach o średnim stopniu wilgoci, gdzie znaleźć je można wzdłuż strumieni i stawów, a także w ściółce i gnijących kłodach. W wilgotnych środowiskach spotykamy je ponad ziemią. Uaktywniają się w nocy, często tuż po opadach deszczu. Wszystkie znane larwy świetlikowatych mają zdolność do bioluminescencji, podobnie jak ich formy dorosłe.
Zdarza się, że samice niektórych świetlikowatych naśladują błyski spokrewnionych gatunków i zjadają zwabione w ten sposób samce. Czasem udaje się też zaobserwować synchroniczne błyski wielu samców [5].
Po tym krótkim wstępie, przybliżającym bardziej ogólnie interesującą rodzinę owadów, do której należy bohater niniejszego artykułu, możemy zapoznać się bliżej z nim samym.
Iskrzyk, jak już wspomniałem, jest jednym z trzech gatunków świetlikowatych występujących na terenie naszego kraju. Szczególnie chętnie bytuje na skrajach lasów obficie porośniętych krzewami, w zbiorowiskach wysokich bylin, okolicach żywopłotów i w parkach.
Owad charakteryzuje się bardzo wyraźnym dymorfizmem płciowym. Samce są uskrzydlone, z brązowymi pokrywami skrzydeł i nieco jaśniejszym przedpleczem wyposażonym przejrzystą płytką podzieloną na dwie części (fot. 3). Cecha ta dosyć wyraźnie odróżnia iskrzyka od świetlika świętojańskiego, u którego wspomniana płytka nie jest podzielona.
Samice z kolei są bezskrzydłe i swoim wyglądem przypominają larwy – są też wyraźnie większe od samców, mogą osiągać nawet do 2,5 cm długości. Świetliki obu płci są wyposażone w narządy świetlne położone na spodniej stronie ciała (fot. 4).
 

Fot. 3. Samiec iskrzyka, widok na górną powierzchnię ciała

 

Fot. 4. Samiec iskrzyka, widok na dolną powierzchnię ciała, strzałkami zaznaczono narządy świetlne

Zasięg tego gatunku rozciąga się od w południowo-wschodniej części Europy przez Europę Środkową, docierając na zachód do Renu, a na południe do środkowych Włoch i Półwyspu Bałkańskiego. W regionach położonych bardziej na północ jest spotykany wyraźnie rzadziej. W Polsce iskrzyk jest dość pospolity – występuje od Bałtyku aż po Tatry. Zamieszkuje tereny nizinne i podgórza. 
Produkcja światła dla iskrzyka jest bardzo żywotnym zagadnieniem, ponieważ ma na celu przywabienie partnera. Samice emitują jasnozielone światło z narządu świetlnego zlokalizowanego na spodzie ciała, w pobliżu końca odwłoka, co ma na celu przywabienie uskrzydlonych, a więc bardziej ruchliwych samców. Samice emitują światło przez około dwie godziny każdego wieczora, do momentu zwabienia odpowiedniego samca. Z obserwacji wynika, że pojedyncza samica może powtarzać ten cykl nawet około 10 razy, jeśli nie znajdzie wcześniej partnera. Chrząszcze te są najaktywniejsze w czerwcu i lipcu. Prowadzą nocny tryb życia.
Nietrudno się domyślić, że jednymi z najważniejszych narządów położonych w części głowowej samca chrząszcza są olbrzymie kuliste oczy złożone (fot. 5). 
 

Fot. 5. Oczy złożone iskrzyka


Wielkość oczu owada nie dziwi, ponieważ najważniejszym jego celem jest zauważenie i ocena światła wytwarzanego przez napotkaną samicę – w sprzyjających warunkach chrząszcz potrafi dostrzec wybrankę nawet z odległości 50 metrów. Blask wytwarzany przez pojedynczego samca także robi wrażenie – można skorzystać z niego jak z niewielkiej latarenki, co umożliwia np. odczytanie tekstu (fot. 6).
 

Fot. 6. Bioluminescencja samca iskrzyka, A – chrząszcz odpoczywający na ścianie, B – ten sam chrząszcz w ciemności, widoczny blask oświetlający powierzchnię ściany


Iskrzyk emituje światło w sposób ciągły, ale potrząsanie odwłokiem przez samicę powoduje często wrażenie migotania. Owad może regulować w pewnym zakresie produkcję światła, kontrolując dopływ tlenu do struktur emitujących światło (fot. 7). 
 

Fot. 7. Zbliżenie na pracujące narządy świetlne iskrzyka, wyraźnie widoczna b...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy