Liggewende plante en diere

Verskeie soorte plante en diere het die vermos om lig uit te straal. Tydens hierdie proses word feitlik geen hitte afgegee nie. Bekende voorbeelde is vuurvliegies en glimwurms (albei kewersoorte), en sekere diepseevisse. Daar is nog min inligting oor die funksie van liguitstraling (fotogenese) bekend, maar daar word aanvaar dat dit by diere gewoonlik te doen het met die aantrek van soortgenote, die afskrik van roofdiere en/of die vang van prooi.

Die verskynsel is, ten minste by ongewerwelde diere, moontlik ʼn oorblyfsel van die oeroue proses van suurstofbinding. Sekere plant- en dierspesies kan lig uitstraal. In teenstelling met die lig wat byvoorbeeld deur die son of gloeilampe afgegee word, word baie min hitte tydens hierdie proses afgegee. Normaalweg vind die proses in lewende organismes plaas, maar diere soos die klein mosselkrewe (subfamilie Cypridinae) straal in sekere omstandighede heelwat lig uit nadat hulle dood is. Tydens die Tweede Wêreldoorlog het die Japanners die klein krewe stukkend gevryf en as onopvallende ligbron gebruik om kaarte mee te verlig.

Fotogenese by plante

Fotogenese of liguitstraling kom slegs by baie laer ontwikkelde plantsoorte soos bakterieë (kieme) en swamme voor. 'n Bakterie, Photobacterium phosphoreum (die Latynse naam dui juis op die liggewende eienskap) is soms teenwoordig in verrotte vleis of vis, wat veroorsaak dat dit lig uitstraal.

Dieselfde verskynsel kan met verrottende hout gebeur wanneer die swam Armillaria mellea daarin teenwoordig is. Verskeie soorte paddastoele, wat eintlik die vrugliggame van sekere soorte swamme is, kan lig uitstraal, wat soms op 'n groot afstand waargeneem kan word.

Fotogenese by diere

Die verskynsel fotogenese kom baie meer algemeen by diere as by plante voor. Liggewende diere wissel van die primitiewe eensellig diere (wat deur sommige wetenskaplikes eintlik as plante beskou word) tot hoogs ontwikkelde soorte soos byvoorbeeld visse. Veral seediere vertoon dikwels die verskynsel van fotogenese, maar sommige landdiere is ook daarvoor bekend. Geen liggewende varswaterdiere is bekend nie. Sommige eensellige liggewende diere, soos die genera Noctiluca, Ceratium en Goniolax, kom in sulke groot getalle voor dat hulle snags 'n rooi gloed op die see veroorsaak.

Selfs bedags kan hulle as pienk kolle op die water waargeneem word. In teenstelling met liggewende plante, wat normaalweg aanhoudend lig produseer, stel diere net lig vry as hulle op die een of ander manier daartoe gestimuleer word. Eensellige seediere kan byvoorbeeld deur bewegende voorwerpe, seestrome of die breek van branders geprikkel word. Die sogenaamde rooigetye wat periodiek langs die Suid-Afrikaanse en ander kuste voorkom, word veroorsaak deur groot massas eensellige diertjies van die genus Noctiluea. Bedags vertoon die see rooi, maar snags lyk die branders soos groen vuur as hulle op die strand breek.

As 'n boot deur so 'n gebied beweeg, laat hy ook 'n spoor groen lig na. 'n Paar soorte kwalle (jellievisse), en veral die naverwante kamkwalle, is nog voorbeelde van liggewende diersoorte wat algemeen in die see voorkom. Hoewel daar wel sekere wurms is wat lig uitstraal, is die bekende glimwurms sowel as vuurvliegies, wat albei in onder meer Suid-Afrika aangetref word, eintlik kewers van die familie Lampyridae. Twee genera kom algemeen in Afrika voor, naamlik die vuurvliegies (Luciola) en die glimwurms (Lampyris).

Die vuurvliegies het fotofore (liggewende organe) onder aan die punt van die abdomen of agterlyf. Sowel die mannetjies as die wyfies het vlerke, maar die lig van die mannetjies is bale helderder as die van die wyfies. Die wyfies vlieg ook baie min rond. Die volwasse mannetjies van die genus Lampyris lyk baie soos vuurvliegies, maar die volwasse wyfies lyk meer soos die larvale stadium en staan daarom bekend as glimwurms. Hulle word algemeen in vogtige omgewings aangetref.

Ander geleedpotiges (phylum Arthropoda) waarin liguitstraling voorkom, is byvoorbeeld springsterte (insekte-orde Collembola), egte vlieë (orde Diptera) en duisendpote. Liggewende stekelhuidiges (phylum Echinodermata: seesterre, seekastaiings, seekomkommers, seelelies en slangsterre) kom ook voor, maar is skaars. Liggewende weekdiere (phylum Mollusca) is hoofsaaklik 'n paar seelewende slakke, tweekleppiges (mossels, ensovoorts) en inkvisse.

Laasgenoemde het, benewens baie goed ontwikkelde fotofore (liggewende organe), ook nog reflektors waarmee die lig in ʼn spesifieke rigting gerig word, en spesiale membrane wat die kleur en intensiteit van die lig kan verander. Die enigste werweldiere wat tot liguitstraling in staat is, is visse, hoofsaaklik diepseevisse. Die visse het gewoonlik fotofore op die maag en kop, en die lig wat sommige van hierdie visse uitstraal, wek hulle nie self op nie. In werklikheid word dit opgewek deur bakterieë wat simbioties net onder die visse se vel leef.

Oorsprong en funksie

Daar is baie min bekend oor die funksie van liggewende organe by ongewerwelde diere, terwyl daar oor die ontwikkelingsgeskiedenis daarvan slegs gespekuleer kan word. Omdat die verskynsel by soveel verskillende soorte ongewerweldes voorkom, wit die een teorie dit hê dat lig by die diere as ʼn neweproduk van die normale metabolisme afgegee word. Daar word algemeen aanvaar dat daar direk na die ontstaan van die aarde baie miljoene jare gelede geen suurstof was nie.

oe suurstof begin vorm het, was dit 'n gifstof vir die organismes wat toe gelewe het. Soos dikwels vandag nog met gifstowwe gebeur, is die suurstof gebind om dit onskadelik te maak. Tydens die reaksie het water, sowel as 'n stof wat lig kan afgee, vrygekom. Namate suurstof meer beskikbaar geraak het, het al hoe meer organismes hulle aangepas en dit begin gebruik vir asemhaling. Die proses van onskadelik maak was dus nie meer nodig nie en die meeste organismes het dit verloor. By sommige organismes het die proses egter behoue gebly, omdat liguitstraling vir hulle ontwikkelingsvoordele ingehou het, byvoorbeeld vir voortplanting.

Op die Bermuda-eilande kom daar 'n wurm (Odontoyelis) in die see voor waarvan die wyfies, nadat hulle hul eiers gele het, al om die eiers swem terwyl hulle lig uitstraal. Die lig lok die mannetjies nader, wat dan die eiers bevrug. 'n Soortgelyke verskynsel kom voor by die vuurvliegies, waar dit die mannetjies is wat die wyfies met behulp van hulle lig nader lok. Die lig is in die vorm van flitse, waarvan die patroon van spesie tot spesie verskil. Hierdeur kom slegs mannetjies en wyfies van dieselfde spesie bymekaar.

Buiten vir voortplanting word liguitstraling by ongewerweldes ook gebruik am hul prooi nader te lok of roofdiere te mislei. Sommige Crustacea (krewe en garnale) skei byvoorbeeld 'n liggewende stof af wat dan, net soos die "ink" van inkvisse, die roofdiere verwar. In die geval van visse lyk dit asof liguitstraling spesifiek vir sekere funksies ontwikkel het, en nie ʼn oorblyfsel van 'n suurstofskadeloosstellingsproses is nie. Liguitstraling kom hoofsaaklik onder diepseevisse voor en speel klaarblyklik ʼn belangrike rol in die diepsee.

Net soos in die geval van ongewerwelde diere, lyk dit asof liguitstraling ook gebruik word vir selfverdediging, die herkenning van soortgenote en die aanlok van prooi. Omdat die visse op sulke geweldige dieptes voorkom, is dit byna onmoontlik om navorsing oor hulle te doen. Daarom is min inligting oor hulle bekend.

Meganisme van liguitstraling

Reeds in 1667 het Robert Boyle aangetoon dat organismes suurstof nodig het vir liguitstraling. Verdere navorsing het aangetoon dat dit vir alle organismes wat lig uitstraal, behalwe kamkwalle, geld. In 1887 het Dubois die twee belangrikste chemiese stowwe ontdek wat 'n rol speel in die proses van liguitstraling, naamlik lusiferien en lusiferase. Lusiferase is 'n ensiem wat betrokke is by die reaksie van lusiferien met suurstof.

Tydens die reaksie word die energie wat vrykom, nie as hitte afgegee nie, maar deur middel van ATP (adenosientrifosfaat) na die lusiferienmolekules oorgedra en geberg totdat dit as lig vrygestel word. Die lusiferien word daarna weer gereduseer en kan telkens weer gebruik word. Normaalweg het elke soort organisme sy eie soort lusiferien en lusiferase, maar soms kan die lusiferase van een organisme wel die lusiferienreaksie van 'n ander organisme bewerkstellig.

Heelwat navorsing word gedoen en moet nog gedoen word om meer duidelikheid te verkry oor die proses van fotogenese en funksies daarvan.

Bron

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409583 band