زیست‌تابی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
یک قارچ[۲] در حال زیست‌تابی

به تولید و انتشار نور توسط موجودات زنده که در اثر واکنش‌های شیمیایی در بدن آن‌ها صورت گرفته باشد، زیست‌تابی (bioluminescence) گفته می‌شود.[۳]

در بیشتر زیست‌تابی‌ها ماده‌ای به نام آدنوزین تری‌فسفات (ATP) واکنش دارد. در این واکنش نورفرا بنفش و فرو سرخ ایجاد نمی‌شود بلکه فقط نور سرد تابیده می‌شود. این واکنش شیمیایی ممکن است درون یاخته یا بیرون از آن صورت بگیرد.[۴]

زیست‌تابی در حشرات[ویرایش]

حشراتی که از خود نور تولید می‌کنند خیلی معدود بوده و مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از بعضی از گونه‌های دم‌فنری‌ها (پادمان)، دوبالان و قاب‌بالان (سخت‌بالپوشان). از بین گونه‌های حشراتی که تولید نور می‌کنند سخت بالپوشان خانوادهٔ Lampyridae بیشتر از بقیه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. تشعشع نور بعضی از پادمان ممکن است برای مدتی مداوم بوده یا به صورت دوره ای باشد (هر ۵ تا ۱۰ ثانیه تشعشع). لارو بعضی از دوبالان نیز نورزا هستند. ان‌ها معمولاً در غارها زندگی می‌کنند و در آن‌جا از خود دام‌های تار عنکبوتی درست کرده و با تولید نور باعث جلب حشرات ریز می‌شوند و بدین ترتیب آن‌ها را به دام انداخته و مورد تغذیه قرار می‌دهند. عضو تولید نور در این حشرات بسته به گونهٔ آن‌ها متفاوت بوده و ممکن است از قسمت جلو یا انتهای شکم، یا از قسمت انتهایی لوله‌های دفعی و غیره تولید شود.

از گروه سخت بالپوشان گونه‌هایی از خانواده‌های Phengodidae, Elateridae و Lampyridae تولید نور می‌کنند. عضو نورزا در این حشرات نیز متفاوت است، به‌طوری‌که در بعضی از آن‌ها در قسمت‌های کناری پیش قفس سینه و درر بعضی دیگر در زیر جلد انتهای ناحیه شکمی (Lampyridae) قرار دارد. در سخت بالپوشان Lampyridae عضو تولید نور از یک لایه سلول‌های نورزا (Photocyte) درست شده که در زیر آن لایهٔ دیگری از سلول‌های منعکس‌کنندهٔ نور وجود دارد. این اعضا دارای رشته‌های زیادی از تراشه‌ها یا لوله‌های تنفسی هستند که با رشته‌های عصبی در ارتباط می‌باشند. نور از اکسید شدن ماده ای به نام لوسیفرین (Luciferin) در حضور آنزیم لوسیفریناز (Luciferinase)، اکسیژن، ATP و یون‌های منیزیوم حاصل می‌شود که نقش مکالماتی داشته و برای نزدیک شدن دو جنس نر و ماده به کار برده می‌شود.

  • بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک

در سال‌های اخیر تلاش‌هایی برای شبیه‌سازی واکنشی که منجر به تولید نور در جانواران زنده با قابلیت زیست تابی همانند کرم شب تاب می‌شود که باعث شد در مقیاس آزمایشگاهی چند نوع جانور از جمله ماهی و چند گیاه از جمله گیاه تنباکو با این ویژگی ایجاد شود.

زیست‌تابی در ژرفای دریا[ویرایش]

یک آتش‌تن. هر یک از آتش‌تنان در جمع خود نوری آبی‌سبز از خود تولید می‌کنند.

زیست‌تابی در دریا منحصر به موجودات آبهای عمیق نیست. بلکه پدیده ای است که به صورت گسترده در دریا رخ می‌دهد. این حالت به شکل دریاهای شب‌تاب زمانی اتفاق می‌افتد که نور از آبهای سطحی توسط تعداد بی شماری از میلیون‌ها چرخان‌تاژک‌دار (دینوفلاژله) ساطع می‌شود در حالیکه زیست‌تابی در دریا گسترش وسیعی دارد ولی در بین موجودات منطقه میان‌لُجه‌ای (مزوپلاژیک) به بالاترین میزان و پیچیده‌ترین حالت خود می‌رسد. در این قسمت بیشترین تعداد موجودات یافت شده‌اند که توانایی تولید نور دارند. سازوکار تولید نور به خوبی از روی مطالعاتی که در مورد موجودات خشکی‌زی مانند کرم شب تاب انجام شده، بدست آمده است و سازوکاری مشابه آن توسط موجودات آبزی استفاده می‌شود.[۵]

در این واکنش یک ماده به نام لوسیفرین در حضور آنزیم لوسیفراز اکسیده شده و تولید مولکولی می‌کند که متعاقباً نور تولید می‌کند. لوسیفرین و لوسیفراز ممکن است از یک جانور به جانور دیگر تفاوت داشته باشند ولی واکنش آنها در تمام موجودات یکسان است. طیف رنگ تولید شده از یک گونه به گونه دیگر متفاوت است ولی به‌طور کلی در محدوده آبی یا سبز می‌باشد.[۵]

تعداد بسیار زیادی از موجودات اعماق نه تنها قدرت تولید نور دارند، بلکه اغلب اندام‌های بسیار پیچیده و توسعه یافته‌ای نیز برای تولید نور دارا می‌باشند. این اندام‌های مولد نور، نورزا (فتوفور) نامیده می‌شوند و به‌ویژه در ماهیان و ماهیان مرکب بسیار فراوان هستند ولی در بین دیگر بی‌مهرگان نیز دیده می‌شوند. بیشترین تعداد جانوران دارای نورزا در قسمت‌های بالایی آبهای عمیق یعنی مزوپلاژیک و باتی‌پلاژیک فوقانی دیده می‌شوند. حضور موجودات دارای خاصیت زیست‌تابی در قسمت‌های عمیق‌تر دریا کاهش می‌یابد. نورزاها در موجودات آب‌های عمیق چندین نوع مختلف دارند و ساختار آن‌ها از ساده تا پیچیده متفاوت است. ساده‌ترین نورزاها در واقع مجموعه‌ای از یاخته‌های غده‌ای‌شکل است که نور تولید می‌کنند و یا یک غده فنجانی شکل حاوی باکتری‌هایی است که تولیدکننده نور می‌باشند. در هر دو حالت – سلول‌ها یا فنجان‌ها – توسط پرده‌ای از سلول‌هایی با رنگدانه سیاه احاطه شده‌اند.[۵]

منابع[ویرایش]

  1. Lampyris noctiluca
  2. Panellus stipticus
  3. وبگاه زیست‌تابی (به انگلیسی)، بازدید: نوامبر ۲۰۰۸.
  4. Hastings,J.W. Biological diversity, chemical mechanisms, and the evolutionary origins of bioluminescent systems. J. Mol. Evol. 19,309 (1983)
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ جوادزاده پورشالکوهی، نرگس: شناسایی گونه‌های ماهیان اعماق مزوپلاژیک (با تاکید بر خانواده‌های مهم) در آب‌های ایرانی دریای عمان. ۱۳۹۰.