Yaz aylarında ateş böceklerinin sarı bir ışık saçtığını görmüş olabilirsiniz. Özellikle gece bir ateş böceği sürüsü görme şansınız olduysa sarı ışıklarının adeta özenle seçilmiş bir aydınlatma gibi olduğunu fark etmişsinizdir. Peki ateş böcekleri neden ışık saçıyor? Bu ışığı nasıl üretiyor?

Bu ışığı yolları aydınlatmak için kullanabilir miyiz?

BİYOLÜMİNESANS NEDİR?

Bazı kimyasal tepkimeler sonucunda farklı dalga boylarında ışık yayılır. Yanma tepkimesi sonucunda gördüğümüz alev bu olaya örnek olarak verilebilir. Kimyada bu olay ‘’kimyasal ışıldama’’ veya ‘’kemilüminesans’’ olarak adlandırılır. Bu kimyasal olayın bir canlı tarafından gerçekleştirilmesine ise ‘’biyolüminesans’’ denir. Biyolüminesans reaksiyonunun gerçekleşebilmesi için canlının, oksijenle reaksiyona girdiğinde ışık üretebilen ‘’lusiferin’’ molekülüne sahip olması gerekir. Bazı görüşler bu özelliğin evrimsel süreçte; artan oksijen seviyelerinde hayatta kalabilmek için geliştiğini savunur. Artan oksijen konsantrasyonunda oksijenin tüketilmesi gerektiği için biyolüminesans reaksiyonlarında oksijenin kullanıldığını destekleyen araştırmalar vardır. 

BİYOLÜMİNESANS YAPAN CANLILAR

Biyolüminesans yapan birçok canlı türü olduğu biliniyor. Bu canlıların çoğu denizde yaşıyor. Bazı türler için bu özelliğin gerek üremek; gerekse hayatta kalmak için çok önemli olduğu tartışılmaz bir gerçek. Fener balığı ve mürekkep balığı gibi bazı balık ve ahtapot türleri, deniz anası, deniz yıldızı, algler ve daha birçok canlı farklı sebeplerle ışık saçıyor. Fener balığı bu özelliğini avlarını kendine çekmek için kullanırken; mürekkep balıkları saçtığı ışıkla avcılarının kafasını karıştırıyor ve kaçmak için kendine zaman yaratıyor. Yetişkin ateş böcekleri ise eş bulmak için biyolüminesans yapıyor. Hayranlıkla izlediğimiz yakamoz olayı da bir biyolüminesans örneği. Bir plankton türünün (Noctulica scintillans) fiziksel olarak uyarıldığında mavi ışık yayması sonucunda kıyıya vuran dalgaları mavi görüyoruz. 

Görsel 2: Yakamoz olayı Noctulica scintillans planktonunun fiziksel olarak uyarılmasıyla oluşur.

(Görsel 2 kaynak: https://travelzone.bestwestern.com/4-unbelievable-bioluminescent-beaches-usa/)

Görsel 3: Mürekkep balıkları yaydığı ışığı avcılarının kafasını karıştırıp kaçmak için kullanır.

(Görsel 3 kaynak: https://www.nytimes.com/2016/04/27/science/firefly-squid-toyama-japan.html)

HER CANLI IŞIK YAYAR MI?

Elbette sadece bu saydığımız canlılar değil; her canlı, vücudunda gerçekleşen kimyasal tepkimeler sonucunda ışık yayıyor. Fakat bu özelliği aktif kullanamayan türlerde biyolüminesans ışımaları, ancak CCD (foton-elektron etkileşimli) kameralar gibi biyolüminesansa özel kameralarla görüntülenebiliyor. İnsan türü bu özelliği evrimsel açıdan geliştirmediği için insan ışıldamalarını da sadece kameralarla görebiliyoruz veya daha hassas gözleri olan türler bizden yayılan ışığı görebiliyor. Ancak canlılardaki her ışıldamanın da biyolüminesans olmadığını belirtmek gerek. Bazı mercanlar UV ışığı emerek bu ışığı floresan ışık veya farklı dalga boylarındaki ışığa çevirerek yayabilirler. Bu bir biyolüminesans örneği değildir.

Görsel 4: İnsanların yaydığı ışık biyolüminesansa özel kameralarla görülebilir.

(Görsel 4 kaynak: https://evrimagaci.org/biyoluminesans-isik-sacan-hayvanlar-bunu-nasil-yapiyorlar-1204)

BİYOLÜMİNESANSI HAYATIMIZDA HANGİ ALANLARDA KULLANMAYI HEDEFLİYORUZ?

Bilim insanları günümüzde biyolüminesans mekanizmasını büyük ölçüde çözdü. Bu sayede ışık saçmasını istediğimiz başka canlılara da bu özeliği aktarabiliyoruz. Örneğin biyolüminesans yapabilen canlılardan aldığımız genleri farelere ekleyip izlemek istediğimiz özelliğin verilerini ışık sayesinde CCD kameralar ile okuyabiliyoruz.

Günümüzün şüphesiz ki en büyük sorunlarından biri olan enerji krizinden dolayı ciddi miktarda enerji gerektiren işlerde daha sürdürülebilir ve tasarruflu yollar aramak durumundayız. Gelişen biyoteknolojik uygulamalar sayesinde bu özelliği başka alanlarda  kullanma konusunda araştırmalar gün geçtikçe çoğalıyor. Son zamanlarda üzerinde durulan konu ise parlayan ağaçlar yaparak otoyolların aydınlatılması. Bu şekilde sokak lambalarının harcadığı elektrikten tasarruf edilebileceği düşünülüyor. Bu çalışmalarda daha yolun başındayız. Ancak bir gün elektrik kullanmadan sokakları, yolları aydınlatabileceğimiz düşüncesi oldukça umut verici!

KAYNAKÇA

  1. Ti̇mmi̇ns, G. S., Jackson, S. K. ve Swartz, H. M. (2001). The evolution of bioluminescent oxygen consumption as an ancient oxygen detoxification mechanism. Journal Of Molecular Evoluti̇on, 52(4). https://doi.org/10.1007/s002390010162
  2. Tunç, E. (2019). Biyolüminesans ışıma ve biyolüminesans görüntüleme tekniklerinin moleküler biyoloji araştırmaları bakımından önemi. Cukurova Medi̇cal Journal, 44(4). https://doi.org/10.17826/cumj.535811
  3. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (1998, July 20). Marine bioluminescence | Deep-Sea, Bioluminescent Organisms & Bioluminescence. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/marine-bioluminescence 
  4. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2024, January 26). Bioluminescence | Causes, examples, & facts. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/bioluminescence

Yazar: Fatmanur Arslan / Yıldız Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik

Selam, ben Fatmanur. Yıldız Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünde okuyorum. Tembel hayvanlara ve bu eşsiz canlıların büyülü dünyalarına bayılırım. Yemek yemek ve gezmek hayatımda büyük yer kaplar. Ek olarak; birçok dans branşıyla ilgileniyorum!

Editör: Hilal Korkusuz / Yıldız Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik

Merhaba, ben Hilal. Moleküler Biyoloji ve Genetik 4. sınıf öğrencisiyim. Biyogen’de dergi koordinatörü ve editörüm. Bölümüm dışında 3D modelleme ve oyun geliştirmeyle ilgileniyorum. Ayrıca kedimin adını Puzzle koyacak kadar puzzle yapmayı severim. Diğer kedimin adı da Bulut, tahmin edersiniz ki bulutlu havaları severim.