Využití bioluminiscence u vybraných druhů hmyzu (Insecta)

Martin Novák

Bachelor's thesis

Bioluminiscence in selected groups of Insecta

Abstract:

Schopnost živých organismů vytvářet světlo vznikla jako vedlejší produkt antioxidace v době, kdy se na Zemi začala rozvíjet fotosyntéza a v pozdějších fázích evoluce nalezla své primární uplatnění v ekologii některých živočichů. Nejslavnějším zástupcem suchozemských živočichů schopných bioluminiscence jsou brouci z čeledi světluškovitých. Světlo produkují ze speciálních orgánů, kde probíhá reakce dvou chemických látek luciferinu a luciferázy za přítomnosti kyslíku. Světelné signály světlušek jsou druhově specifické, stejně tak jako barevné spektrum vyzařovaného spektra, které je přizpůsobené fotickým podmínkám prostředí a zároveň úzce spjaté s fotoreceptory nacházejícími se ve složených očích těchto brouků. Jsou využívány jak larvami tak dospělci v širokém spektru komunikace mezi jedinci stejného druhu i mezi druhy navzájem, stejně tak jako mezi jedinci a jejich prostředím. Světlo mohou produkovat i kukly některých druhů. Umělé osvětlení může mít na některé druhy negativní vliv, zatímco jiné jsou tímto faktorem nedotčeny. Nově bylo zjištěno, že bioluminiscence nachází uplatnění i u některých parazitů, kteří svou přítomností dokáží ovlivnit metabolismus hostitele a zapříčinit tak u něj vznik aposematického zbarvení, které jej uchrání před predátory a tím pádem nepřeruší vývojový cyklus parazita. Široké uplatnění bioluminiscence lze také nalézt v oceánech, kdy mořští živočichové dokáží obecně využívat a vytvářet světlo v širším spektru než-li živočichové suchozemští.

Abstract:

The ability of light production in living organisms originated as a by-product of antioxidative processes during photosynthesis developement era on Earth and in later stages of evolution, it found its application in ecology of certain organisms. The most famous representative of terrestrial animals capable of using bioluminescence are the beetles of Lampyridae family. The light is produced from specialized organs, where reaction of two chemical substances luciferin and luciferaze involving oxygen takes place. The light signals of Lampyrids are genus-specific, as well as the colour spectrum of the emmited light, which is linked to photic conditions of their environment and to the photoreceptors located in the compound eyes of these beetles. Light is used by larvae as well as adults in a vast spectrum of communication between individuals of the same or different genus as well as between individuals and their environment. Light can be also produced by pupae. The artificial light has a negative impact on certain species while others seem intact. Recent studies show, that bioluminescence is also used by some parasitic organisms, which affect metabolism of their host and hence create an aposematic colour change that repels predators and therefore preserve the life cycle of the parasite. The widespred application of bioluminescence can also be found in ocean life, where sea creatures generally create and use light in a wider spectrum than terrestrial animals.

Keywords

Lampyridae, bioluminiscence, fotoreceptory, ekologie, umělé osvětlení

Keywords

Lampyridae, bioluminescence, photoreceptors, ecology, artificial light

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2011

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Hana Šípková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme:
null