Вы светитесь прямо сейчас: Каждое существо излучает свет, который гаснет после смерти – и новое исследование показало, как это происходит

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Представьте себе, что всё живое вокруг нас — от крошечной травинки до слона, и даже мы с вами — постоянно испускает едва уловимое, почти призрачное свечение. Звучит как научная фантастика или мистика? А вот и нет! Ученые всё увереннее говорят о реальном феномене, известном как сверхслабая фотонная эмиссия, или, проще говоря, биофотоны. И самое интригующее: этот внутренний свет, похоже, гаснет практически в тот момент, когда жизнь покидает тело. Недавние эксперименты пролили новый свет (в буквальном смысле!) на это явление, открывая перспективы, о которых раньше можно было только мечтать.

Так что же это за огонек?

Давайте разберемся. Внутри каждой нашей клетки, словно неутомимые труженики, работают митохондрии — этакие миниатюрные электростанции. Они, вместе с другими клеточными механизмами, участвуют в процессах получения и преобразования энергии. В ходе этих сложных биохимических реакций молекулы то приобретают, то теряют энергию. И вот тут-то, как побочный продукт, и рождаются эти самые биофотоны — частицы света. Их немного, всего несколько штук в секунду на каждый квадратный сантиметр нашей кожи. Это невероятно слабое излучение, абсолютно невидимое невооруженным глазом.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Долгое время сам факт существования такого свечения вызывал жаркие споры в научном сообществе. Уж больно оно неуловимо! Главная сложность заключалась в том, чтобы отделить эти крохи света от других, куда более мощных источников — например, от обычного теплового излучения, которое испускает любое нагретое тело (а мы, как известно, существа теплокровные). Или от случайных фотонов из окружающей среды. Это все равно что пытаться расслышать шепот в эпицентре рок-концерта.

Мышиный детектив и свет смерти

Прорыв в изучении этого вопроса совершила команда исследователей под руководством Дэниела Облака из Университета Калгари в Канаде. Ученые решили выяснить, что же происходит с биофотонами в момент смерти животного. Их эксперимент был одновременно изящным и убедительным.

Установки для получения изображений в NRC (A) на базе системы формирования изображений IVIS Lumina, оснащенной ПЗС-камерой Andor iKon серии L, с диаграммой квантовой эффективности (C) для стандартного кремниевого сенсора («BV»), и установка в Университете Калгари (B) с большой темной палаткой, в которой размещена установка для получения изображений, оснащенная EMCCD-камерой Andor iXon ultra 888, с диаграммой квантовой эффективности для сенсора BV (D). Сенсор BV отличается высокой квантовой эффективностью в видимом диапазоне. Диаграммы QE взяты из спецификаций производителя камер. Эксперименты на мышах проводились в NRC, а эксперименты на растениях — в UCalgary. Цитирование: V. Salari et al, Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under Stress, The Journal of Physical Chemistry Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
Автор: V. Salari et al. Источник: www.biorxiv.org

В качестве «подопытных» выступили безволосые мыши — их выбрали, чтобы шерсть не мешала наблюдениям. Ученые использовали сверхчувствительные цифровые камеры, способные регистрировать буквально одиночные фотоны. Они сделали по два снимка каждой мыши с очень длинной, часовой выдержкой: один — пока животное было живо, второй — уже после смерти. При этом были соблюдены строжайшие условия: мышей держали при одинаковой температуре (чтобы исключить влияние тепла) и в абсолютно темном боксе (чтобы не было «светового загрязнения» извне).

Результаты оказались поразительными. После смерти интенсивность свечения, исходящего от всего тела мыши, значительно падала. «Тот факт, что сверхслабая фотонная эмиссия — это реальное явление, на данном этапе неоспорим», — заявил Облак. Это исследование, по его словам, убедительно демонстрирует, что биофотоны — не артефакт и не следствие каких-то побочных процессов, а фундаментальное свойство всего живого.

Снижение биофотонной эмиссии у эвтаназированных мышей по сравнению с живыми. (A) Изображения UPE живых мышей (верхний ряд, N=4) и недавно эвтаназированных мышей (нижний ряд, N=4) после 30-минутной акклиматизации в темноте и 60-минутного сеанса биофотонной визуализации. (B) График, показывающий общий поток фотонов (фотоны/сек) у живых и недавно эвтаназированных мышей. Общий поток был количественно оценен с использованием области интереса (ROI) по всему телу мышей из панели А. * Парный t-тест, p<0,05. Тела как живых, так и умерших мышей в приведенных выше экспериментах находились при температуре 37°C. Цитирование: V. Salari et al, Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under Stress, The Journal of Physical Chemistry Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
Автор: V. Salari et al. Источник: www.biorxiv.org
А что у растений?

Интересно, что исследователи не ограничились только животными. Они провели похожие наблюдения и со срезанными листьями гептаплеурума древовидного (растение, известное многим как шеффлера). И тут их ждали любопытные открытия. Оказалось, что когда растение повреждено и запускает механизмы «ремонта» тканей, эмиссия биофотонов усиливается! Более того, обработка поверхности листьев некоторыми веществами, например, анестетиком бензокаином, также приводила к увеличению свечения. Это наводит на мысль, что интенсивность биофотонной эмиссии напрямую связана с метаболической активностью клеток.

Почему гаснет свет?

Собственно, то, что биофотоны перестают излучаться после смерти, не стало для ученых громом среди ясного неба. Как отмечает Аласдер Маккензи из Центральной лазерной установки в Оксфорде, это вполне логично: биофотоны — побочный продукт обмена веществ, а метаболизм с прекращением жизни останавливается. Предыдущие исследования уже показывали подобное на уровне отдельных клеток или фрагментов тканей. Однако работа команды Облака уникальна тем, что впервые это было продемонстрировано для целого животного, да еще и с таким тщательным контролем внешних факторов. Теперь, говорит Маккензи, можно с уверенностью утверждать, что мы видим именно биофотоны.

Михал Цифра из Чешской академии наук в Праге добавляет важную деталь к этой картине. По его мнению, резкое угасание свечения после смерти во многом связано с прекращением кровообращения. Ведь именно кровь, насыщенная кислородом, является одним из главных «двигателей» метаболизма, который, в свою очередь, и порождает биофотоны. Цифра даже предполагает, что если бы кровоток поддерживался искусственно, свечение могло бы сохраниться на прежнем уровне. То есть, дело не столько в «системной» смерти организма, сколько в прекращении жизнедеятельности тех тканей, которые доступны для оптического наблюдения.

A) Влияние температуры на интенсивность ВНО из Arabidopsis thaliana. Время экспозиции для каждого изображения — 5 мин. Б) Изображения ВНО из зеленого листа Heptapleurum arboricola при различных температурах, показывающие увеличение интенсивности при повышении температуры до 39°C. C) Влияние температуры на ВНО из четырех зеленых листьев Heptapleurum arboricola (N=4) на термостатируемой пластине, где время получения каждого изображения составляет 15 минут. Подсчеты представляют собой среднее значение подсчетов по ROI по всей площади каждого листа. Поскольку лист располагался ближе к объективу, чем фокусное расстояние, в основном из-за того, что он находился на термостатируемой пластине под камерой, разрешение изображения было низким, поэтому здесь анализируются только изменения интенсивности ВНО. Заметное падение интенсивности ВНО наблюдалось после 36°C, вероятно, из-за теплового стресса, нарушающего целостность клеток и снижающего эмиссию фотонов. Цитирование: V. Salari et al, Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under Stress, The Journal of Physical Chemistry Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
Автор: V. Salari et al. Ц Источник: www.biorxiv.org
Заглядывая в будущее: от леса до больницы

Какие же двери открывает это знание? Потенциал у технологии регистрации биофотонов огромен. Дэниел Облак видит несколько перспективных направлений.

Во-первых, это возможность мониторинга состояния живых тканей без какого-либо инвазивного вмешательства. Представьте: можно будет оценивать здоровье органов или эффективность лечения, просто «вглядываясь» в их естественное свечение. Никаких уколов, разрезов или неприятных процедур.

Во-вторых, это может стать революционным инструментом для экологов. Наблюдая за биофотонным излучением лесных массивов издалека, например, в ночное время, можно будет оценивать их здоровье, выявлять очаги заболеваний или стресса на ранних стадиях. Это своего рода «пульс» экосистемы, который можно будет измерять дистанционно. Как подчеркивает Облак, прелесть этого метода в его полной пассивности — мы просто наблюдаем за естественными процессами, ничего не нарушая.

Конечно, до широкого практического применения еще далеко. Технологии регистрации сверхслабых световых потоков сложны и дороги. Но первые шаги сделаны, и они впечатляют. Исследование биофотонов — это не просто погоня за призрачным светом. Это попытка глубже понять саму суть жизни, ее тончайшие проявления. И кто знает, возможно, однажды это едва заметное свечение поможет нам не только лучше понимать окружающий мир, но и спасать жизни — как человеческие, так и жизни целых экосистем. Пока мы живы, мы светимся. Буквально. И это, согласитесь, немного волшебно.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Какие сообщения и данные нельзя хранить на смартфоне

Современный смартфон, который оказался в руках мошенников, может превратиться и в кошелек, и даже в паспорт. То же самое касается и сообщений, находящихся на мобильном устройстве. Всего есть...

Так есть ли жизнь на планете K2-18b? Ученые теперь «еще увереннее» после анализа 650 молекул

Вопрос о существовании жизни за пределами Земли будоражит умы человечества не одно столетие. И вот, казалось бы, мы стоим на пороге невероятного открытия. Экзопланета K2-18b, вращающаяся...

Интернет-кабели видят сквозь Землю? Новая технология позволяет оптоволокну рисовать карту недр с фантастической точностью

Представьте себе гигантскую, невидимую паутину, окутывающую нашу планету. Миллиарды километров оптоволоконных кабелей, этих скромных тружеников цифровой эпохи, ежедневно доставляют нам гигабайты...

Намек на планету Х? На окраине Солнечной системы открыт таинственный мир 2017 OF201. Разбираем детали

Солнечная система, казалось бы, изучена вдоль и поперек, от выжженных равнин Меркурия до ледяных гигантов на ее окраинах. Однако последние известия от астрономов напоминают: самые...

Феномен Дома Винчестеров: тайны архитектурного лабиринта, «построенного призраками»

Дом Винчестеров в калифорнийском Сан-Хосе известен как один из самых загадочных особняков мира. Этот особняк, построенный Сарой Винчестер, вдовой наследника оружейной империи, окутан легендами,...