Előfizetés a lapra

A fénylő fa titka

A fény nemzetközi éve, biológia, biolumineszcencia, gomba, világító

2015/10/21

A fatuskókból származó kísérteties fényről először a görög filozófus, Arisztotelész (Kr.e. 384–322) számolt be, majd később a római természetbúvárnak, az idősebb Pliniusnak (Kr. u. 23/24–79) is feltűnt ez a természeti „csoda”. A reneszánsz filozófusok „tüzes gombák”-ról tudósítottak, „amelyek csillagként kékes fénnyel ragyognak”.

A nép is megfigyelte ezt a különleges természeti jelenséget, amit számos népies kifejezés is bizonyít. Például a folklórban a „tündéri ragyogás” a korhadó fákban azt a helyet jelölte, ahol a tündérek éjszakai dáridóikat tartották. Az angol nyelvben számos elnevezés utal a gombák világításával kapcsolatos jelenségre: „faerie fire” (tündéri fény), „will-o’-the-wisp” (lidércfény) és a leggyakoribb a „foxfire” (az angol „foxfire” szó korhadt fa világítását, villódzását jelenti, és semmi köze sincs a róka angol nevéhez, a fox-hoz, ugyanis a  hamis tűzet jelentő „faux fire” elferdített változata).

 A sejtelmes erdei fényjelenséggel kapcsolatban számos meglepő feljegyzést találunk az irodalomban is. A svéd történész Olaus Magnus 1555-ben megjelent könyvében azt írja, hogy Skandinávia távoli északi részein az emberek, amikor bemerészkednek az erdőbe, korhadó tölgyfakérgeket helyeznek el bizonyos távolságokban, ily módon a fényt követve visszatalálnak a kiindulási helyükre.

 A második világháborúban a csendes-óceáni szigetek trópusi őserdeiben az amerikai katonák állítólag világító gombákat tűztek a fegyvereikre és a sisakjaikra, hogy elkerüljék az egymással való ütközést az éjszakai sötétségben. A vietnami háborúban a távol-keleti hadsereg katonái éjjel szintén hordtak korhadó, világító fadarabot a sisakjuk mögött. Egy Pápua Új-Guineában tevékenykedő amerikai haditudósító ezzel kezdte a feleségének írt levelét, „drágám, ma éjjel öt gomba fényénél írok neked”.

 A rejtély magyarázata

A XVII. században kezdték először tudományos szempontból is vizsgálni, hogy mi okozza a korhadt fák rejtélyes világítását. A híres természettudós, Robert Boyle 1667-ben a „fénylő fa” tanulmányozása során kimutatta, hogy a jelenség létrejöttéhez oxigénre van szükség. Francis Bacon már a XVI. század vége felé bebizonyította, hogy a korhadó fa csak akkor bocsát ki fényt, amikor nedves.

A világító tölcsérgomba közeli rokonának (Omphalotus illudens) lumineszkáló egyedei Észak-Amerikából

(KÉP:THE 3 FORAGERS)

 1853-ban sikerült Johann Florian Hellernek igazolnia, hogy a korhadt fadarabok világítása gombáktól származik, sőt a XIX. század közepén már világító termőtestű gombafajokat is felfedeztek.

 A legrégebben ismert világító gombafaj egy kígyógomba (Mycena chlorophos), amelyet a japán Bonin-szigeteken találtak és amerikai miko­ló­gu­sok (gombakutatók) írtak le. 1840-ben George Gardner (skót botanikus) arról számolt be, hogy egy brazíliai városban fiúk játszottak egy világító gombával, amely egy törpepálma tövén maradt korhadó leveleken nőtt. A világító gombát a londoni Kew Herbariumban helyezték el, és felfedezőjéről 1850-ben Agaricus gardneri néven vált ismertté a tudományban. 2009-ben újra megtalálták ezt a gombafajt, és a mikológusok áthelyezték a Neonothopanus nemzetségbe.

 Luciferin és luciferáz

A sötétben világító gombák a természetben lejátszódó biolumineszcencia látványos megnyilvánulásai, ami igen elterjedt jelenség az élővilágban, és megtalálható egyebek mellett a baktériumok, algák, mohák, gerinctelen állatok, rovarok és halak között is. A legismertebb biolumineszcencia a szentjánosbogarak sárgászöld villódzása és a parti hullámtörés során kékesen ragyogó éjszakai tenger. Az utóbbi jelenséget a Noctiluca scintillans nevű algafaj okozza.

 Maga a biolumineszcencia az élő szervezet által történő fénykibocsátás, amelynek során biokémiai energia alakul közvetlenül, hő fejlődése nélkül fényenergiává. A keletkező fény „hideg”, szemben a közönséges villanykörte által kibocsátott fénnyel, amikor az elektromos energia 90 százaléka hővé alakul.

 Gombák biolumineszcenciája, ahol NAD+: nikotinamid-adenin-dinukleotid; NADP+: nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát; L: luciferin; LH2: redukált luciferin; LO: oxiluciferin

A gombák a fényt egy kétlépcsős folyamatban hozzák létre: az első lépésben a szerves vegyületekből származó kémiai energia töltődik át egy speciális molekulára, a luciferinre (a luciferin szó a latin „lucifer”-ből származik, amely „fényhozó”-t jelent). A második lépésben ez az energiadús molekula az oxigénnel reagál egy speciális enzim, a luciferáz segítségével, amelynek eredményeképpen víz keletkezik, a luciferin visszatér alacsony energiájú állapotába, és közben fény termelődik.

  A világító élőlényekben található luciferin–luciferáz rendszerek kémiai szerkezete nagymértékben eltérő, ami arra enged következtetni, hogy a különböző rendszertani csoportokba tartozó élő szervezetek világítása az evolúció során egymástól függetlenül fejlődhetett ki. A gombákban egyelőre még nem sikerült tisztázni a luciferin és luciferáz kémiai szerkezetét. Annyit azonban tudunk, hogy a világító gombafajokban lévő luciferineknek és a luciferázoknak azonos vagy nagyon hasonló a szerkezete, és ezek a vegyületek nincsenek jelen a nem lumineszkáló fajokban. Ezért feltételezhető, hogy a gombák esetében egyetlen, közös fénykibocsátási mechanizmus létezik, amely az Agaricales rend evolúciója során már korán kialakulhatott.

 Korhadt fadarab a hűtőben

A lumineszkáló élőlények által kibocsátott fény színe a bennük található luciferin szerkezetétől függ: a tengerekben élő egyes algák kék, a medúzák zöld, a szentjánosbogár zöldessárga, a Phrixothrix nemzetségbe tartozó néhány bogár lárvájának feje vörös (teste zöld), míg a gombák zöldeskék fénnyel világítanak.

 Az éjszakai erdőben a gombáktól származó fény színárnyalata ugyan a látható fény spektrumának zöld tartományába esik (a fényintenzitás maximuma 520–530 nanométernél található), de színét több tényező is befolyásolhatja, ezért az emberi szem gyakran inkább kékes árnyalatúnak érzékeli. Ilyen módosító tényező, hogy milyen fafajon, illetve talajtípuson nő a világító gomba, sőt a fényjelenséget vizsgáló személy éjszakai színlátása is.

   Gyűrűs tuskógomba (LOCSMÁNDI CSABA FELVÉTELE)

  A gombák fénykibocsátásához tápanyag, víz, oxigén és megfelelő hőmérséklet szükséges.

 Ha a sötét erdőben talált, sejtelmesen fénylő fadarabot hazavisszük, akkor fénykibocsátásának fenntartásához a hűtőszekrényben, nedvesen kell tárolnunk, még rövid időre sem szabad engedni, hogy kiszáradjon. Kerüljük azonban a vízben áztatást, mert akkor a gomba micéliuma nem fog elég oxigénhez jutni. Ha szerencsénk van, elérhetjük, hogy a hűtőszekrényben hidegen és megfelelően nedvesen tartott, az erdőben még lumineszkáló, korhadt fadarab az otthonunkban akár néhány napig fényt fog kibocsátani.

 A világító tölcsérgomba (Omphalotus olearius) esetében megfigyelték, hogy a kiszárított termőtestek nem világítanak és újranedvesítéssel sem indítható be a fénykibocsátás. A mikológusoknak az is feltűnt, hogyha a gomba lemezei túl nedvesek, akkor a világítás intenzitása észrevehetően csökken, de a felesleges víz elpárolgása után a gomba újra élénkebben világít. A nedvesség szerepének fontosságára mutat rá az a megfigyelés is, hogy Japánban a kidőlt gesztenyefa-féléken található kígyógomba, a Mycena lux-coeli gyönyörű kékeszöldes színnel világít az esős évszakban, ellenben az eső elállta után ez a kiszáradásra hajlamos gomba már csak néhány napig lumineszkál.

Világító tölcsérgomba hazánkból

(LOCSMÁNDI CSABA FELVÉTELE)

Az oxigén jelenléte kritikus a gombák fénykibocsátása szempontjából. Ha megakadályozzuk, hogy a gomba oxigénhez jusson hozzá, például úgy, hogy a világító fadarabot műanyag zacskóba tesszük, a fény elhalványul, majd a levegő hirtelen visszaengedése után a fény felvillan.

 A hőmérséklet is jelentősen befolyásolja a gombák fénykibocsátását. Megfigyelték, hogy a tuskógombafajoknál (Armillaria sp.) a biolumineszcencia optimális hőmérséklete 25 Celsius-fok körül van. Hidegben, legfeljebb 1 Celsius-fokon még észlelhető fénykibocsátás, ellenben 30 Celsius-fok feletti hőmérsékleten a lumineszkálás gyorsan csökken, végül megszűnik.

 VASAS GIZELLA, JANCSÓ GÁBOR

 

(Következő számunkban megjelent: Lumineszkáló láb- és patanyomok)

Keretes írásunk:

NEM MIND BIOLUMINESZCENCIA, AMI FÉNYLIK

A biolumineszcenciát gyakran keverik össze a fluoreszcenciával és a foszforeszcenciával. Ha az anyag molekulái az elnyelt fényenergiát a megvilágítás időtartama alatt sugározzák ki, akkor fluoreszcenciáról beszélünk. A fluoreszkáló anyag által kisugárzott fény nagyobb hullámhosszú, mint az elnyelt fény. Így például számos anyag a láthatatlan ultraibolya fény hatásának kitéve különböző színnel világít. Ha a bizonyos ideig besugárzott anyag a felvett fényenergiát a gerjesztés (besugárzás) megszűnte után csak lassacskán, hosszabb idő alatt sugározza vissza, akkor a foszforeszcencia jelenségével állunk szemben. Ilyen anyaggal vonták be például az órák számlapját, hogy sötétben világítsanak.

 

2015/34