Deniz suyu şişeye konulduğunda parladı ...
"Geminin arkasından gelen denizin üzerinde parlayan küçük ışık, tekdüze bir süt beyazı gösterdi. Deniz suyu şişeye konulduğunda parladı ..."
Bu, Darwin'in 6 Ocak 1832'de, gemideki Beagle'ın Tenerife sahilinden yeni ayrıldığı zaman, zooloji notlarında yazdığı ilk şeydi. Darwin'in gördüğü şey, Parlayan deniz yaşamı Yanıp sönen ışık, fiziksel girişime verdikleri tepkidir.
Biyolüminesans
Biyolüminesans (Biyolüminesans), Darwin için sorun haline gelen, organizmaların ürettiği ve yaydığı fenomeni ifade eder. Bu fenomenin neden farklı türlerde ortaya çıktığını görünüşte rastgele bir şekilde açıklamaya çalıştı. Bununla birlikte, biyolüminesansın karada ve okyanuslarda bağımsız olarak en az 40 kez evrimleştiğini artık biliyoruz.
Darwin, biyolüminesansı ilk fark eden kişi değildi. MÖ 350 civarında Yunan filozof Aristo, biyolüminesansın ısı üretmediği için bir tür "soğuk" ışık olduğunu gözlemledi. Araştırmacılar, bu kimyasal ışıldama biçiminin Mavi-yeşil Adı verilen bir tür tarafından üretilen ışık Floresan Bileşik denir Lusiferaz Enzim Oksidasyon Sonuç.
Tahmin ediliyor ki Derin deniz canlılarının% 75'inden fazlası kendi kendilerine parlayabilir . Örneğin, Fener balığı Avı büyük ağızlarına çekmek için yem olarak oltalara benzer biyolüminesansı kullanın. İlginç bir şekilde, maymunbalığının ışığı aslında balıkta onunla yaşayan bir bakteri türü olan Photobacterium cinsi tarafından üretiliyor.
Geceleri aktif Hawai Bobtail Kalamar (Euprymna scolope) başka bir tür biyolüminesan bakteri ile sığ sularda yaşayan, Vibrio fischeri (Aliivibrio fischeri) Simbiyotik bir ilişki var. Geceleri bu bakteriler parlamaya başlar, böylece bu kısa kuyruklu mürekkep balıkları yayılan ışığı gece gökyüzünde kendilerini kamufle etmek için kullanabilir. Bu düşünme stratejisi, kendinize görünmez bir pelerin takmak gibidir.
Hawaii bobtail kalamar (Euprymna scolope). Resim kaynağı: National Geographic
Şafakta, bobtail kalamar ışıldayan bakterilerin yaklaşık% 95'ini ışık yayıcılarından atacak ve kalan% 5'ine gün boyunca büyümeleri için yeterli besin sağlayacaktır. Alacakaranlıkta, bu ışıldayan bakteriler bir kez daha kritik kütleye ulaşacak ve bu sırada parlamaya başlayacaklar.
Tam da bu tür bakterileri incelemekle ilgili bir tür keşfettik. Çekirdek algılama "Mikrobiyal fenomen." Çekirdek algılama ", Vibrio fischeri tarafından komşularını hesaplamak için kullanılan bir türdür." Kimyasal dil "Bu, kısa kuyruklu kalamarın hafif organında (genellikle 10 milyon / ml) yeterli hücre bulunmadan önce biyolüminesans genlerini etkinleştirmek için hiçbir enerjinin boşa harcanmamasını sağlayabilir.
Denize yakın yerlerde, biyolüminesans genellikle bir tür " Noctiluca türleri "(Noctiluca scintillans) plankton. Bu tür mikroorganizmalar, dış fiziksel girişim nedeniyle titreşen ışık üretir. Bu müdahale, bir dalganın sahile çarpması veya alglere bir taş atması olabilir. Dış uyaranlara yanıt verir. Ortaya çıkan biyolüminesans tepkisi şu şekilde tanımlanır: "Hırsız alarmı" efekti . Bir avcı saldırmak üzereyken, kolektif ışık saldırganı korkutur ve aynı zamanda saldırganın konumunu açığa çıkararak, üst düzey yırtıcılara nerede olduklarını bildirir. .
Noctiluca scintillans'ın biyolüminesansı. Resim kredisi: Kin Cheung / AP
Melek ışığı
Tarih boyunca insanlar, biyolüminesansı kullanarak birçok ustaca yöntem icat ettiler. Örneğin, ışık saçan mantarlar bazı kabileler tarafından kullanılmaktadır. aydınlatmak Yoğun ormandan geçen yol ve ateş böcekleri, madenciler tarafından erken güvenlik ışıkları olarak kullanıldı. Belki de bu uygulamalardan ilham alan araştırmacılar, biyolüminesansı potansiyel bir yeşil enerji kaynağı olarak kullanmaya başlıyorlar. Yakın gelecekte, geleneksel sokak lambalarının yerini parlayan ağaçlar ve binalar alabilir.
Günümüzde Vibrio fischeri'nin biyofloresansı, Su toksisitesinin izlenmesi . Su, kirletici maddelere maruz kaldığında, bakteri kültüründen gelen ışık miktarı azalacaktır, bu da suda kirletici maddeler olabileceği anlamına gelir.
Biyofloresans hala savaş Bunda bir rol oynar. Kasım 1918'deki Birinci Dünya Savaşı'nda, biyolüminesan organizmaların yardımıyla Müttefikler son Alman denizaltıyı batırdılar. Haberlere göre, denizaltı bir dizi ışıklı yaratıktan geçtiğinde, kuyruğunda Müttefikler tarafından izlenen parlak bir uyanma bıraktı.
Ek olarak, koruma etki. Amerikan İç Savaşı'ndaki en kanlı Shiloh savaşından sonra bazı yaralı askerlerin yaraları parlamaya başladı. Bu parlayan yaralar daha hızlı ve daha temiz bir şekilde iyileşebilir. Bu fenomen " Melek ışığı "Bu ışığa muhtemelen bir toprak bakterisi neden oluyor. Fotobakteri (Photorhabdus luminescens), bu bakteri, askerleri enfeksiyondan korumak için antibakteriyel bileşikler salabilir.
Shiloh Savaşı'ndan sonra bazı yaralı askerlerin yaraları parlamaya başladı. | Resim kaynağı: Amino
Belki de en heyecan verici olanı, biyolüminesansın tıbbi uygulamasıdır. 2008 yılında Nobel Kimya Ödülü verildi Yeşil floresan protein (GFP) keşif ve geliştirme. Yeşil floresan protein doğal olarak kristal berraklığında bulunur Viktorya dönemi ışıldayan denizanası (Aequorea victoria), şu anda tarif edilen biyolüminesans mekanizmasından farklı olan, Floresans . Bu, proteinin karakteristik yeşil ışığını yaymadan önce mavi ışıkla uyarılması gerektiği anlamına gelir. Yeşil floresan protein, keşfinden bu yana, hücre biyolojisi ve hastalık dinamiklerinin birçok önemli yönünü açıklığa kavuşturmak amacıyla genetik teknoloji yoluyla çeşitli hücre türlerine ve hatta hayvanlara implante edildi.
Aequorea victoria (Aequorea victoria). | Resim kaynağı: Wikipedia
Biyolüminesansın zirvesine ulaşmasına izin veren evrimsel süreç milyonlarca yıl geçmiş olabilir, ancak bilimsel uygulamaları modern dünyamıza devrim niteliğinde değişiklikler getirmeye devam ediyor. Belki bir dahaki sefere denizdeki "kıvılcımları" gördüğünüzde, lütfen hatırlayın ki, onların varlığı bizim için çok önemlidir.
Yazan: Catrin F. Williams (Doktora Sonrası Araştırmacı, Cardiff Üniversitesi)
Orijinal başlık "Biyolüminesans nedir ve insanlar tarafından ve doğada nasıl kullanılır?" Ve ilk olarak 27 Temmuz 2018'de TheConversation'da yayınlandı. Orijinal bağlantı: https://theconversation.com/what-is-bioluminescence-and-how-is-it-used-by-humans-and-in-nature-100472. Çince içerik sadece referans içindir ve tüm içerik orijinal İngilizce versiyona tabidir.
