وبلاگ

بیولومینسانس پدیده ای جذاب است که در آن موجودات زنده نور ساطع می کنند. بیولومینسانس در محیط های دریایی و خشکی رخ می دهد و اهداف مختلفی از جمله جذب طعمه یا جفت، استتار و هشدار به شکارچیان را انجام می دهد.

بیولومینسانس دریایی در اقیانوس ها در سراسر سیاره، از سطح تا عمیق ترین اعماق رخ می دهد. و بیولومینسانس دریایی در بسیاری از ارگانیسم ها وجود دارد، از باکتری های کوچک اقیانوسی، داینوفلاژلات ها (فیتوپلانکتون) و ماهی های بزرگتر و چتر دریایی. با این حال، هنگامی که بیولومینسانس دریایی در مهره داران بزرگتر (ماهی) مشاهده می شود، معمولاً به دلیل رشد باکتری های همزیست در یک کیسه یا اندام تخصصی در ماهی است. موجودات دریایی به دلایل مختلفی از جمله ارتباط، جذب طعمه و ترساندن شکارچیان از بیولومینسانس استفاده می کنند.

یکی از معروف ترین نمونه های بیولومینسانس دریایی، درخشش ساطع شده توسط دینوفلاژلات ها، نوعی فیتوپلانکتون دریایی است. هنگامی که این موجودات کوچک مختل می شوند، نور سبز آبی روشنی از خود ساطع می کنند و نمایشی زیبا و مسحورکننده ایجاد می کنند.

دانشمندان پیشنهاد می کنند که داینوفلاژل ها برای محافظت از خود در برابر شکارچیان از بیولومینسانس استفاده می کنند. این نظریه “نظریه هشدار سارق” نامیده می شود و نشان می دهد که نور داینوفلاژل ها از آنها در شب محافظت می کند. هنگامی که شکارچیان سعی می کنند از داینوفلاژلات ها در شب تغذیه کنند، نور آبی شکارچیان بزرگتر را جذب می کند که به نوبه خود شکارچی داینوفلاژله را می خورند. دشمن دشمن من دوست من است.

نمونه دیگری از بیولومینسانس دریایی، فانوس ماهی (lanternfish، Anomalopidae) است که دارای دو اندام تابش نور در زیر چشم است. این اندام ها حاوی باکتری های درخشان همزیست هستند که نور ساطع می کنند. این اندام های نورانی به ماهی کمک می کند تا در تاریکی حرکت کند و طعمه را بیابد.

بیولومینسانس زمینی در موجودات مختلف مانند قارچ ها، حشرات و کرم ها نیز وجود دارد. موجودات زمینی به دلایلی شبیه به موجودات دریایی مانند ارتباط، جذب طعمه و جلوگیری از شکارچیان از نورتابی زیستی استفاده می کنند.

یکی از معروف ترین نمونه های بیولومینسانس زمینی، کرم شب تاب است، نوعی سوسک که در بسیاری از نقاط جهان یافت می شود. کرم شب تاب برای جذب جفت از نور بیولومینسانس استفاده می کند. چراغ های چشمک زن آنها یک منظره معمول در شب های گرم تابستان است. مثال دیگر قارچ های درخشان (قارچ) است که نور مایل به سبز از خود ساطع می کنند و گاهی اوقات در جنگل های مرطوب یافت می شوند.

مشابهت ها و تفاوت ها

بیولومینسانس دریایی و زمینی هر دو اهداف مشابهی را انجام می دهند، مانند جذب طعمه یا جفت و جلوگیری از شکارچیان. با این حال، تفاوت هایی نیز بین این دو وجود دارد. برای مثال، بیولومینسانس دریایی متنوع‌تر است، با طیف وسیع‌تری از ارگانیسم‌هایی که از بیولومینسانس استفاده می‌کنند. از سوی دیگر، بیولومینسانس زمینی جدا شده و محدود به طیف کوچکتری از موجودات است.

تفاوت دیگر رنگ نور ساطع شده است. بیولومینسانس دریایی تمایل به ساطع نور آبی-سبز دارد، در حالی که بیولومینسانس زمینی می تواند طیفی از رنگ ها از جمله سبز، زرد و قرمز را ساطع کند. بیولومینسانس دریایی معمولا آبی است زیرا طول موج مرئی فشرده نور آبی به طور موثرتری از آب عبور می کند.

بیولومینسانس پدیده ای جذاب است که هم در محیط های دریایی و هم در محیط های خشکی رخ می دهد. در حالی که بیولومینسانس دریایی معمولا آبی یا سبز آبی است، بیولومینسانس زمینی می تواند زرد-نارنجی تا سبز باشد. هر دو نوع بیولومینسانس اهداف مشابهی دارند، مانند جذب طعمه یا جفت و جلوگیری از شکارچیان، اما تفاوت هایی نیز بین این دو وجود دارد.

اطلاعات عمیق تر در مورد بیوشیمی بیولومینسانس

شیمی مولکولی بیولومینسانس شامل برهمکنش سه جزء کلیدی است: مولکول لوسیفرین، آنزیمی به نام لوسیفراز و اکسیژن.

در بیولومینسانس دریایی، مولکول لوسیفرین اغلب نوعی مولکول آلی به نام تتراپیرول است که در مولکول های کلروفیل و هِم یافت می شود. آنزیم لوسیفراز اکسیداسیون مولکول لوسیفرین را کاتالیز می کند و باعث آزاد شدن انرژی به شکل نور می شود. اکسیژن به عنوان یک گیرنده الکترون در واکنش عمل می کند و به آنزیم لوسیفراز اجازه می دهد تا دوباره تولید شود و واکنش را ادامه دهد.

از سوی دیگر، بیولومینسانس زمینی اغلب شامل نوع متفاوتی از مولکول لوسیفرین به نام بنزوتیازول است. آنزیم لوسیفراز موجود در موجودات زمینی نیز اکسیداسیون مولکول لوسیفرین را کاتالیز می کند و انرژی را به شکل نور آزاد می کند. با این حال، در برخی از موجودات زمینی، مولکول اکسیژن ممکن است برای انجام واکنش ضروری نباشد، و در عوض انرژی از طریق یک فرآیند شیمیایی به نام نورتابی شیمیایی آزاد می شود.

به طور کلی، شیمی مولکولی بیولومینسانس پیچیده است و در بین موجودات متفاوت است. در حالی که بیولومینسانس هر دو دریایی و زمینی شامل برهمکنش یک مولکول لوسیفرین، یک آنزیم لوسیفراز، و اکسیژن یا سایر گیرنده های الکترون است، واکنش های شیمیایی و اجزای خاص ممکن است بین دو نوع بیولومینسانس متفاوت باشد.

بیولومینسانس دریایی خود را دریافت کنید (پیرودینو)