تبلیغات
زیست شناسی ● BioZist - ساطع کردن نور توسط موجود زنده یا Bio-luminescence

ساطع کردن نور توسط موجود زنده یا Bio-luminescence

نویسنده: beh rad یکشنبه 25 آبان 1393 ساعت 03:42 نظرات
این که جانوران و گیاهانی وجود داشته باشند که صورت های دیگر از انرژی را تولید کنند که تقریبا غیرمعمولی باشد ، سالیان درازی است که ذهن دانشمندان و محققان ژنتیک را به خود مشغول ساخته است .Bio-luminescence
 امروزه محققان به خوبی میدانند که در برخی جانوران ، سلول هایی وجود دارد که قابلیت انتشار انرژی نورانی دارندبررسی تاریخی این پدیده میتواند به هزاران سال قبل برگردد . زمانیکه ارسطو در نوشته های خود از این نور به عنوان "آتش سرد" یا "Cool fire" نام می برد و طبیعت شناس رومی ، پلینی ، چوب های نوردهنده را نوعی درخت زیتون ذکر میکند.

برای درک این مسئله ، بطور کل میدانیم که در سلولهای موجودات زنده ، فعل ونفعالات شیمیایی صورت میگیرد که این فعل و انفعالات موجب بوجود آمدن شکل های مختلف انرژی میشود . از جمله انرژی حرارتی که بوسیله آن موجودات زنده گرم میشوند ؛ انرژی مکانیکی که موجب حرکت در موجود زنده میشود ؛ انرژی الکتریکی که جریان عصبی را در تارهای عصبی برقرار میکند . نور را نیز میتوان یک نوع انرژی مخصوص دانست که موجب فعالیت اندام های داخلی میشود.
برای فهم بیشتر به یکی از شناخته شده ترین جانورانی که تولید نور میکنند یعنی حشره ای به نام شب تاب اشاره میکنیم . کرم شب تاب ، در تاریکی آنچنان می درخشد که از دور نمیدانیم آیا در جلوی ما ستاره ایست یا کرم شب تاب که قادر است در زمان بسیار کوتاهی به میزان قابل توجهی نور تولید کند . سوال اینجاست که تولید نور به وسیله اینگونه حشرات چگونه صورت میگیرد؟

محققان راز این مطلب را بدین گونه کشف کرده اند که آنها نور را توسط یک ماده شیمیایی به نام "لوسیفرین" به معنی حمل کننده آتش یا fire carrier تولید میکنند که این ماده جالب تقریبا شبیه به کلروفیل موجود در گیاهان است و همانگونه که انرژی نور توسط کلروفیل به مواد شیمیایی تبدیل میشود ، دز این حشرات عکس این عمل با کمک ماده ای خاص انجام می پذیرد . این بدین معنی است که کشف وجود لوسیفرین در موجودات زنده دیگر  ، حاکی از احتمال قوه تابش نور در آن موجود کشف شده است و یا اینکه انتقال این ماده به موجود دیگر از هر راهی بوسیله انتقال ژن ، این قوه را احتمالا پدید می آورد . عنصر موثر دیگر به نام "لوسیفراز" وجود دارد که در حکم یک آنزیم برای اکسید کردن لوسیفرین ، در فعل و انفعالات شیمیایی نقش مهمی ایفا میکند . این دو عنصر شیمیایی در قسمت دمی حشره شب تاب جای دارند . لوسیفرین در ترکیب با اکسیژن از خود نور ساطع میکند و لوسیفراز بر روی این واکنش تاثیر دارد.
البته باید اضافه کرد که برخلاف نور تولید شده در لامپ ها و یا شمع ها ، نوری که توسط این گونه جانداران تولید میشود هیچگونه گرمایی را به همراه ندارد . در حقیقت این گونه موجودات ، قادر به انجام کارهایی هستند که ما از انجام آن عاجز هستیم . آنها نور را تولید میکنند بدون آنکه ذره ای از انرژی لازم و مصرف شده را به گرما تبدیل کنند . چنین شیوه تولید نور را "ساطع کردن نور توسط موجود زنده" یا Bio-luminescence می نامند.

لومینسانس یا نور سرد نباید با فلورسانس، فسفورسانس و یا شکست نور اشتباه شود. در سال 1916 Harvey واژه‌ی بیولومینسانس را که به معنی لومینسانس از موجودات زنده است را به کار برد.

مثال دیگر در مورد برخی از قارچ های استوایی است که قدر به تولید نور هستند (مثلا نور سبزرنگ) و جالب اینکه این نور به اندازه ای بسیار زیاد توسط آنها تولید میشود . در طول جنگ جهانی دوم ، تعدادی از سربازان از نور این قارچها استفاده میکردند . آنها اینگونه قارچ های نورانی را در تاریکی شب به همراه خودشان داشتند و از آن برای روشن شدن و پیداکردن مسیر استفاده میکردند . امروزه کشف شده که مهمترین عامل محیطی برای قارچ های نوردهنده ، تامین غذا در کنار آب ، اکسیژن و حرارت است . به عبارت روشنتر ، چنین واکنشی در نتیجه افت ناگهانی یک مولکول پرانرژی به سطح پایین تر روی میدهد . تفاوت سطح انرژی در این مولکول ، یک فوتون از نوری است که به بیرون هدایت شده است.
ساختمان اندام های درخشنده در موجودات مختلف از نظر کلی یکسان است ؛ اما این ساختمان در بعضی ساده و در دسته ای پیچیده است . موجودات "ساطع کننده نور" هدف تحقیقاتی بسیاری از محققان هستند . سیستم های "لوسیفراز" به طور گسترده ای در مهندسی ژنتیک به عنوان "ژن های گزارشگر" کاربرد دارند .

بعضی از کاربردهای ارائه شده در مهندسی ژنتیک عبارتند از:
ایجاد درختان تابناک و نورانی در امتداد بزرگراه ها به منظور صرفه جویی در هزینه مصرف برق.
محصولات کشاورزی و گیاهان شناخته شده ای که به هنگام نیاز به آب ، از خود نور ساطع کنند.
یافتن روشهای جدید برای تشخیص آلودگی های باکتریایی حاصل از گوشت و دیگر غذاها.
ساختن یک شناسایی کننده زیستی برای شناسایی مجرمان فراری یا بیماران روانی.
حیوانات اهلی جدیدی که از خود نور ساطع میکنند همانند خرگوش یا ماهی.
نور یکی از امکاناتی است که موجود زنده در طبیعت به آن نیاز دارد و جانداران درخشنده ، بدین ترتیب در زندگی موجودات دیگر نقش مهمی ایفا میکنند . بسیاری از تک سلولی های میکروسکوپی گیاهی و جانوری که در تاریکی زندگی میکنند هم می درخشند . البته دانشمندان تاکنون نتوانسته اند علت بسیاری از این درخشش ها را بفهمند و این مسئله هنوز بصورت یک راز باقی مانده است که چرا گونه های خاصی می درخشند؟
از آنجا که هر موجودی که قابلیت ساطع کردن نور را دارد ، از نظر طول موج ، مدت زمان ، دوام و ترتیب تنظیم نورافشانی در نوع خود بی نظیر است لذا کشف رموز مربوط به آنها در زمینه پیشرفت علم نقش بسزایی دارد.

  • ساطع کردن نور توسط موجود زنده یا Bio-luminescence
  • گالری تصاویر

    javascript:messageForm()
    href=