Biolumineszenz (von Lebewesen erzeugtes Leuchten, "biologisches Leuchten")
Unter Biolumineszenz versteht man die (natürlich vorkommende) Lichtabgabe durch Lebewesen (Tiere, Pflanzen, Pilze, Einzeller, Bakterien).
Biolumineszenz ist das Ergebnis von biochemischen Reaktionen, bei denen chemische Energie in Form von Photonen (Lichtquanten) abgegeben wird.
Am häufigsten verbreitet ist die Biolumineszenz bei Lebewesen im Meer, sie findet sich aber auch an Land, selten ist Biolumineszenz hingegen im Süßwasser anzutreffen. Das von Lebewesen erzeugte Licht besitzt zumeist eine blaulichgrüne Farbe (die Wellenlänge liegt zwischen 440 und 479 nm); man spricht in diesem Zusammenhang auch von "kaltem Licht", weil die Lichterzeugung mit einer geringen Wärmeproduktion verbunden ist und vergleichsweise wenig Energie benötigt.
Das Licht muss jedoch nicht unmittelbar vom Lebewesen selbst erzeugt werden, sondern kann auch mithilfe anderer Organismen (z. B. mithilfe symbiontischer Bakterien) produziert werden. Erzeugt ein Lebewesen das Licht selbst, spricht man von "primärem Leuchten", im anderen Falle von "sekundärem Leuchten". Primäres Leuchten kann innerhalb von Zellen erzeugt werden (man spricht dann von "intrazellulärer Biolumineszenz") oder durch Abgabe bestimmter Stoffe erfolgen ("extrazelluläre Biolumineszenz" genannt).
Zum Erzeugen des Lichts werden in vielen Fällen die folgenden 2 chemischen Substanzen benötigt:
1. Luziferin
Die das Licht erzeugende Substanz. (Luziferin ist in chemischer Hinsicht das umzusetzende Substrat.)
2. Luziferase
Luziferase ist das Enzym, das die Reaktion, die zum Leuchten führt, ermöglicht.
Außerdem wird zumeist molekularer Sauerstoff benötigt. Allerdings hat man auch eine Sauerstoff-unabhängige Lichterzeugung beobachtet, u. a. bei der Meereshydromeduse Aequorea. In einigen Fällen wird darüber hinaus auch noch Adenosintriphosphat (ATP) benötigt.
Die Bezeichnungen Luziferase (bzw. Luciferase) und Luziferin (bzw. Luciferin) gehen auf den französischen Physiologen Raphal Dubois zurück. Dubois stellte 1914 die ersten Erkenntnisse über die Biolumineszenz zusammen. Anders als die Bezeichnungen Luziferin und Luziferase den Eindruck erwecken, handelt es sich hierbei nicht um chemisch definierte Substanzen, sondern um Sammelbegriffe für Substanzen, die in chemischer Hinsicht recht unterschiedlich sein können und unterschiedlichen Stoffgruppen angehören. Da chemisch recht unterschiedliche Substanzen an der Lichterzeugung beteiligt sind, variieren in der Folge auch die Farben des jeweils erzeugten Lichts zwischen den verschiedenen Licht erzeugenden Arten.
Es werden 5 verschiedene Typen von Luziferin unterschieden:
a) bakterielles L.,
b) Dinoflagellaten-L.,
c) Vargulin,
d) Coelenterazine,
e) firefly luciferin.
Am weitesten verbreitet ist Coelenterazine. Vargulin, das Luziferin des Ostracoden Vargula hilgendorfii (früher: Cypridina hilgendorfii) zählt zu den ersten Luziferinen, die in ihrer chemischen Struktur aufgeklärt wurden.
Der biologische
Sinn der Lichtabgabe ist sehr unterschiedlich, sie kann z. B. folgenden Zwecken dienen:
zur Partnersuche,
zum Anlocken von Beutetieren, zur Abwehr von Feinden, zur Kommunikation von Tieren. Bei einigen Lebewesen ist die Bedeutung des Leuchtens noch ungeklärt.
Zur Lichtabgabe sind u. a. Angehörige folgender Lebewesen
befähigt:
> Bakterien
> Einzeller
> Pilze
> Würmer
> Hohltiere
> Fische
> Krebse
> Insekten (z. B. Springschwänze, Zweiflügler,
Zikaden).
Siehe auch unter:
 Licht
Literatur:
Internet:
|
