Едно от най-зашеметяващите проявления на биолуминесценция в животинското царство принадлежи на скромната светулка, която се среща в цяла Северна Америка. Светоизлъчващият орган на светулката, известен още като нейния „фенер“, съдържа специализирани клетки, наречени фотоцити, които съдържат органичното съединение луциферин и ензима луцифераза. Светулките контролират приема на кислород и взаимодействието на този кислород с калций и аденозин трифосфат (АТФ) – заедно с луциферин и луцифераза – произвежда „студена“ светлина (което е добра новина, защото всяка топлина, произведена от процеса, вероятно би убила насекомото).

Това невероятно светлинно шоу заслепява хората от незапомнени времена, но едва през 1912 г. американският физик Уилям Кобленц – пионер в радиометрията и спектроскопията – решава да определи количествено колко светлина произвеждат светулките (по-специално от вида Photinus pyralis).

По онова време Кобленц описва светлинната мощност на светулката в „свещи“, определяйки способността на P. pyralis да произвежда светлина на около 1/50 до 1/400 от мощността на свещ. Но, както вероятно сте забелязали, свещите вече не са стандартна научна единица. В крайна сметка мощността е описана като един миливат, което е по-близо до 1/40 от свещ. Днес биолуминесценцията се измерва в абсолютен брой фотони и преведено от един миливат (или 1/40 от свещ), това измерване се равнява на 1013–1014 фотона на светкавица.

В ново проучване обаче Дейвид Силвър – изследовател по машинно обучение в Remiza AI в Ню Йорк – решава, че иска да провери тези числа и установява, че силата на светлината на светулката е драстично надценена.

„Написаното в учебниците не съответства на биохимията с два до три порядъка“, казва Силвър пред Американския институт по физика, „и си струва да се знае, че е число, което се различава с толкова много за цял век“.

Експерименталната установка на Силвър не беше особено сложна. С фотограф на борда Силвър донесе луксомер за 30 долара – устройство, предназначено да открива интензитета на светлината – и излезе на полето, за да анализира малайзийски светулки. Силвър изчисли квантовия добив на луциферин-луциферазните реакции и препрочете оригиналния доклад на Кобленц (заедно с последващите изследвания). По този начин той откри поразителни разлики между двете изчисления.

„Дори ако всеки ензим се задейства веднъж и всяка реакция произвежда фотон, достигате граница близо до 10^11“, продължава Силвър. „Просто няма биохимично място за 10^14.“

Въпреки че това проучване показва, че стари наблюдения, преведени в относителни единици, може да се нуждаят от преразглеждане, то също така предоставя нова информация за зрителната система на светулката, тъй като техните ухажващи демонстрации вероятно могат да работят с по-малко светлина, отколкото първоначално се предполагаше.

Снимка: Unsplash

Виж още: Тази математическа теория описва свят, в който извънземни и богове са реалност