Imagine a place so dark you can't see the nose on your face. Eyes opened or closed, it's all the same because the sun never shines there. Up ahead, you see a light. When you creep in to investigate, a blue light flits around you. "I could watch this forever," you think. But you can't because the mouth of an anglerfish has just sprung open and eaten you alive. You are just one of many creatures at the bottom of the ocean who learn too late to appreciate the power of bioluminescence. Bioluminescence refers to the ability of certain living things to create light. The human body can make stuff like ear wax and toe nails, but these organisms can turn parts of their body into glow sticks. It's like nature made them ready to rave. Why? In one way or another, bioluminescence improves a living thing's chances of survival. Take the firefly. It's ability to glow green helps it attract a mate on a warm, summer night, but it's just one of many living things that can glow. The railroad worm, Phrixothrix hirtus, can light up its body in two colors: red and green. Would you eat something that looks like an airport runway? Neither would any sensible predator. The flashing lights keep the worm safe. Then there's the deep sea shrimp, Acantherphyra purpurea. When it feels threatened, it spews a cloud of glowing goo from its mouth. Who doesn't run the other way when they've just been puked on? Plus, that puke attracts bigger predators who want to eat the shrimp's enemy. So what if you can't bioluminesce? No problem! There are other ways for living things to make bioluminescence work for them, even if they weren't born with the equipment to glow. Let's revisit the anglerfish moments before it tried to eat you. That glowing bait on top of its head? It comes from a pocket of skin called the esca. The esca holds bioluminescent bacteria. The anglerfish can't glow there by itself, so it holds a sack of glowing bacteria instead. Remember the firefly? It can actually make itself glow. Inside its lantern are two chemicals, a luciferin and a luciferase. When firefly luciferase and luciferin mix together in the presence of oxygen and fuel for the cell, called ATP, the chemical reaction gives off energy in the form of light. Once scientists figured out how the firefly creates its luciferase and luciferin, they used genetic engineering to make this light-producing reaction occur inside other living things that can't glow. For example, they inserted the genes, or instructions, for a cell to create firefly luciferase and luciferin into a tobacco plant. Once there, the tobacco plant followed the instructions slipped into its DNA and lit up like a Christmas tree. The beauty of bioluminescence, unlike the light from the sun or an incandescent bulb, is that it's not hot. It takes place in a range of temperatures that don't burn a living thing. And unlike a glow stick, which fades out as the chemicals inside get used up, bioluminescent reactions use replenishable resources. That's one reason engineers are trying to develop bioluminescent trees. Just think, if planted on the side of highways, they could light the way, using only oxygen and other freely available, clean resources to run. Talk about survival advantage! That could help our planet live longer. Do you find yourself thinking of other ways to put bioluminescence to good use? That glow stick you swing at a rave may help you find a mate, but how else can bioluminescence improve your survival? If you start thinking in this way, you have seen the light.
דמיינו מקום כל כך חשוך שאתם לא יכולים לראות את האף על פנייכם. עיניים פתוחות או סגורות, זה אותו הדבר מפני שהשמש לעולם לא זורחת שם. לפניכם אתם רואים אור. כשאתם מתקדמים לבדוק, אור כחול מרחף סביבכם. "אני יכול להביט בזה לעולם," אתם חושבים. אבל אתם לא מפני שפיו של דג אנגלר בדיוק נפתח ואכל אתכם חיים. אתם רק אחד מהרבה יצורים בתחתית האוקיינוס שלומדים מאוחר מדי להעריך את הכוח של ביו-לומינציה. ביו-לומינציה מתייחסת ליכולת של כמה יצורים חיים ליצור אור. הגוף האנושי יכול ליצור דברים כמו שעוות אוזניים וציפורניים בבהונות, אבל האורגניזמים האלה יכולים להפוך חלקים מגופם למקלות זוהרים. זה כאילו שהטבע עשה אותם מוכנים לרייב. למה? בדרך אחת או אחרת, ביו-לומינציה משפרת את סיכויי ההשרדות של יצורים חיים. קחו לדוגמה את הגחלילית. היכולת שלה לזהור בירוק עוזרת לה למשוך בן זוג בליל קייץ חם, אבל היא רק אחד מהרבה דברים שזוהרים. תולעת הרכבת, פריקסותרקס הירטוס, יכולה להאיר את גופה בשני צבעים: אדום וירוק. האם תאכלו משהו שנראה כמו מסלול בשדה תעופה? גם לא אף טורף בר דעת. האורות המנצנצים שומרים על התולעת בטוחה. ואז יש את שרימפ המים העמוקים, אקנתרפיירה פורפוראה. כשהוא מרגיש מאויים, הוא פולט ג'לי זוהר מפיו. מי לא בורח לכיוון השני כשרק הקיאו עליהם? ועוד, הקיא הזה מושך טורפים גדולים יותר שרוצים לאכול את אוייבי השרימפ. אז מה אם אתם לא יכולים ליצוא ביו-לומינציה? אין בעיה! יש דרכים אחרות שיצוירים חיים יכולים לגרום לביו-לומינציה לעבוד בשבילם, אפילו אם הם לא נולדו עם הציוד לזהור. בואו נחזור לדג האנגלר רגעים לפני שהוא ניסה לאכול אתכם. הפתיון הזוהר על ראשו? הוא בא מכיס של עור שנקרא אסקה. האסקה מכיל בקטריות ביו-לומינציה. דג האנגלר לא יכול לזהור לבדו, אז הוא מחזיק שק של בקטריות זוהרות במקום. זוכרים את הגחלילית? היא יכולה לגרום לעצמה לזהור למעשה. בתוך המנורה שלה יש שני כימיקלים, לוסיפרין ולוסיפראז. כשהלוסיפרין והלוסיפראז של הגחלילית מתערבבים בנוכחות של חמצן ודלק לתא, שנקרא ATP, התגובה הכימית נותנת אנרגיה בצורה של אור. ברגע שמדענים הבינו איך הגחליליות יוצרות את הלוסיפראז והלוסיפרין, הם השתמשו בהנדסה גנטית ליצור את התגובה יוצרת האור הזו בתוך יצורים אחרים שלא יכולים לזהור. לדוגמה, הם הכניסו את הגנים האלה, או ההוראות האלה, לתא כדי ליצור לוזיפראז ולוסיפרין בצמח טבק. ברגע שהיה שם, צמח הטבק עקב אחרי ההוראות שהוכנסו לתוך הDNA שלו וזהר כמו עץ חג מולד. היופי של ביו-לומינציה, לא כמו האור מהשמש או נורת ליבון, הוא שהוא לא חם. הוא קורה במגוון של טמפרטורות שלא שורפות שום דבר. ובניגוד למקלות זוהרים, שדוהים כשהכימיקלים בתוכם נגמרים, תגובות ביו-לומינציה משתמשות במאגרים מתחדשים. זו אחת מהסיבות שמהנדסים מנסים לפתח עצים עם ביו-לומינציה. רק חישבו, אם שותלים אותם בצידי כבישים מהירים, הם יכולים להאיר את הדרך, על ידי שימוש בחמצן בלבד וחומרים אחרים, נקיים וזמינים כדי לפעול. מדברים על יתרון הישרדותי! זה יכול לעזור לכוכב שלנו לחיות זמן רב יותר. האם אתם מוצאים את עצמכם חושבים על דרכים נוספות להשתמש בביו-לומינציה לדברי טובים? המקל הזוהר שאתם מניפים ברייב אולי יעזור לכם למצוא חבר, אבל איך ביו-לומינציה יכולה לשפר את ההשרדות שלנו? אם אתם מתחילים לחשוב בדרך זו, ראיתם את האור.