Возможны ли животные, способные использовать атмосферу для биологической хемилюминесценции?

Вот сценарий: животные в мире с атмосферой со значительным количеством определенного газа способны запасать «воздух» в прозрачный нарост (наподобие гребня) и электрическим аккордом в «гребне» делают светящуюся свет с разными цветами в зависимости от того, что производится в гребне. Имеются в виду вопросы:

* Может ли этот процесс работать?

* Какой газ лучше всего использовать?

* Сколько этого газа потребуется в атмосфере, чтобы процесс произошел?

Это будет совсем другая биолюминесценция, чем то, что в настоящее время существует на Земле... это почти исключительно хемилюминесценция (т.е. за свет отвечает химическая реакция). Это был бы биологический неоновый знак на существе.
Гелий, неон, аргон, ксенон, криптон, радон и унуноктий. Я не знаю, существуют ли другие подобные элементы, но они, вероятно, существуют, и могут быть созданы новые синтетические элементы.

Ответы (2)

Если бы ваш гипотетический организм занимался хемилюминесценцией с участием газов, он сделал бы что-то вроде следующего.

Еще одна газофазная реакция лежит в основе обнаружения оксида азота в коммерческих аналитических приборах, применяемых для проверки качества воздуха в окружающей среде. Озон соединяется с оксидом азота с образованием диоксида азота в активированном состоянии.

NO+O3 → NO2[◊]+ O2 

Активированный NO2[◊] люминесцирует в широком спектре видимого и инфракрасного света, поскольку он возвращается в более низкое энергетическое состояние.

Теперь оксид азота может производиться в живых существах, но озон может быть затруднен.

У млекопитающих, включая человека, NO является важной клеточной сигнальной молекулой, участвующей во многих физиологических и патологических процессах.

Озон образуется из дикислорода под действием ультрафиолетового света, а также атмосферных электрических разрядов и присутствует в низких концентрациях во всей земной атмосфере (стратосфере). Всего озон составляет всего 0,6 промилле атмосферы.

Озон является мощным окислителем (в гораздо большей степени, чем дикислород) и имеет множество промышленных и бытовых применений, связанных с окислением. Однако такой же высокий окислительный потенциал вызывает повреждение озоном слизистых и дыхательных тканей у животных, а также тканей у растений при концентрациях выше примерно 100 частей на миллиард. Это делает озон потенциально опасным для органов дыхания и загрязняющим веществом вблизи уровня земли. Однако озоновый слой (часть стратосферы с большей концентрацией озона, от двух до восьми частей на миллион) полезен, поскольку он предотвращает попадание вредного ультрафиолетового света на поверхность Земли на благо как растений, так и животных.

Хотя у озона есть проблемы для живых организмов, он производится физиологически.

Озон, наряду с реактивными формами кислорода, такими как супероксид, синглетный кислород, перекись водорода и ионы гипохлорита, естественным образом вырабатывается лейкоцитами и другими биологическими системами (например, корнями бархатцев) в качестве средства уничтожения инородных тел. Озон непосредственно реагирует с органическими двойными связями. Кроме того, когда озон распадается на молекулярный кислород, образуются свободные радикалы кислорода, обладающие высокой реакционной способностью и способные повреждать многие органические молекулы. Более того, считается, что мощные окислительные свойства озона могут быть фактором, способствующим воспалению. Причинно-следственная связь того, как озон создается в организме и что он делает, все еще находится в стадии рассмотрения и до сих пор подвергается различным интерпретациям, поскольку другие химические процессы в организме могут запускать некоторые из тех же реакций.

Ваше хемилюминесцентное сигнальное существо должно будет производить оксид азота и озон и объединять их в кожных клетках для передачи сигналов. Озон является опасным веществом для живых тканей и органов, поэтому животному придется осторожно обращаться с озоном. Итак, если у вас есть существо, способное производить достаточное количество оксида азота и озона, оно может посылать сигналы хемилюминесцентно.

Я очень сомневаюсь в этом. Но с небольшими изменениями может быть.

На практике только благородные газы можно использовать для создания света, пропуская через них электрический ток. Цвета у нас получились либо красно-оранжевые, либо синие до ультрафиолета. Последний получается с использованием аргона, криптона или ксенона, и это то, что вам нужно в вашем жучке. И много его в атмосфере, так что жуки могут его фильтровать.

УФ это хорошо. Он может возбуждать многие химические вещества и заставлять их светиться. Все эти красочные неоновые огни вы видели? УФ и люминофор. Так что просто заставьте своего жука производить различные люминофоры. Или поместите их в «ячейки», которые могут быть открытыми или закрытыми, подобно тому, как это делают хамелеоны и некоторые осьминоги. Он не изменит цвет светящегося газа, но будет выглядеть близко к тому, что вы ищете.

Итак, членистоногие хороши, но могут ли хордовые организмы использовать эту технику с тем же процессом?
@Twig, могут ли они создать жесткий контейнер для газа? Конечно. Проще, если у вас уже есть экзоскелет. Помните, что вам нужно низкое давление, чтобы это работало.