KARDAKİ GİZEMLİ IŞIK: BİYOLÜMİNESANS

Işıklarla gündelik hayatımızda oldukça sık karşılaşırız. Süsleme için minik LED ışıklar, trafik ışıkları, tabelalar… Ama ışıklar sadece elektrik enerjisiyle açığa çıkmaz. Bazı canlılar kimyasal enerjiyi ışığa dönüştürür. Ve yaşayan ışıklara dönüşürler. Ateşböceklerinden balıklara, tek hücreli planktonlardan mantarlara birçok canlı ışık saçar. Biyolüminesans olarak adlandırılan bu olay nasıl ve neden gerçekleşiyor? Karın içinde bulunan gizemli ışığın kaynağı ne? Biyolüminesansla ilişkisi ne?

Kardaki Gizemli Işığın Keşfi

Discovery’nin haberine göre 2021’in Aralık ayında, Rus Kuzey Kutbu’nun uzak bir bölgesinde, bilim insanları karda parlayan ışıklara rastladılar. Rus Kuzey Kutbu’nda mikrobiyolog Vera Emelianenko ve Mikhail Neretin köpekleriyle yürüyüşe çıkmışlardı. Vera, bembeyaz karın içinde soluk mavi bir ışık fark etti. Eline biraz kar alıp kartopu yaptı. Işıklar baskıyla daha fazla parlamıştı. Karın fotoğrafını çekmesi için istasyondan Alexander Semenov’u çağırdı. Alexander bu ışıkları çekip Facebook’ta paylaştı. Vera’nın Noel ışıklarına benzettiği ışıklar aslında canlıydı. Ertesi gün Vera, ışığın kaynağını bulmak için bir miktar karı sterio mikroskopta inceledi. Sulu petri kabında bazı kopepodlar (suda yaşayan küçük kabuklular) gördü. Bu küçük canlıları iğneyle dürttüğünde mavi ışıklar yaydığını gözlemledi.

Şekil 1: arcodiv.org

Kopepod nedir?

Arthropoda (Eklem bacaklılar) şubesinde bulunur. Okyanus besin ağında kilit rol oynar. Tipik olarak birkaç milimetre uzunluğunda, antenli, su damlası şeklindeki gövdeye sahip, tatlı veya tuzlu suda yaşayan kabuklulardır.

Karda bulunan özel kopepod türü Metridia longa genellikle okyanusun derinliklerinde bulunur. Bu yüzden Beyaz Deniz Kıyılarında karın içinde bulunması biraz ilginç. Deniz zooplanktonu uzmanı Ksenia Kosobokova güçlü bir akıntıyla kopepodların kıyıya sürüklenebileceğini söylüyor. Beyaz Deniz’in yükselen gelgiti günde iki kez karaya vurması bu olasılığı arttırıyor. Kosobokova, kardaki kopepodların solduğunu ama canlı olduğunu tahmin ediyor. Ancak biyolüminesans uzmanları, ışığın soluk olduğundan ölü olabileceklerini söylüyorlar. Bu olay hakkında detaylı araştırma yapılacağı belirtildi.

Biyoliminesans’a (Biyo-Işıklandırma) Yakından Bakış

Biyolüminesans nedir?

Biyolüminesans yaşam anlamına gelen bios ve ışık anlamına gelen lumen Latince kelimelerden oluşmuştur. Biyolüminesans, canlıların kimyasal yolla biyolojik ışık üretmesi anlamına gelir. Işık farklı renklerde oluşabilir. Bu farkın başlıca nedenleri ortam koşulları ve lusiferin türüdür.  Deniz canlılarında genellikle mavi, yeşil renk olarak karşımıza çıkar. Bunun nedeni mavi ışığın dalga boyunun kısa olması böylece suda daha uzak mesafelere ulaşabilmesidir. Genelde bu ışık insan gözüyle görülebilir.

Hangi canlılar biyolüminesans yapar?

Biyolüminesans özellikle su yaşamında karşımıza çıkar. Denizlerde ve okyanuslarda balık, ahtapot, deniz kabukluları, denizanası, köpekbalığı gibi canlılar bulunur. Karada ise ateşböcekleri, bazı omurgasızlar, mantarlar, bakterilerde biyolüminesans görülür.

Kimyasal tepkime nasıl gerçekleşir?

Şekil2: fizikist.com

ATP + Lusiferin + Kofaktör (O2) + Lusiferaz + Mg+2 (veya Ca+2 gibi metal iyonları) ➡ AMP + Oksilusiferin + PPi* + CO2 + Işık

PPi: ATP’den AMP’ye geçerken 2 fosfatın birlikte kopup P2O74– (Pyrophosphate)oluşmuş halidir.

Tepkime sıcaklık, basınç ve ortamın asitlik derecesinin farkı ile başlayabilir. Örneğin kıyıya vuran dalgalar denizde yaşayan bazı tek hücreli planktonların biyolüminesans tepkimesini başlatır. Kopepodları iğneyle dürtme gibi fiziksel etkilerle tepkime gerçekleşmiş ve ışık şiddeti artmıştır.

Tepkimenin ana karakteri lusiferin maddesidir. Lusiferin birçok çeşidi ve elde ediliş yolu vardır. Çeşitli lusiferinler farklı tepkimeler verebilir. Ama temel olarak lusiferin ATP (enerji) kullanarak oksijen ile tepkimeye girer. Ve ışık açığa çıkar. Kendi başına, lusiferin çok soluk, sabit bir parıltı üretir. Bu noktada lusiferaz enzimi rol oynar. Ortamda bulunan lusiferaz enzimi süreci hızlandırır ve daha parlak bir ışık çıkmasını sağlar. Tepkimenin sonunda ise inaktif oksilusiferin açığa çıkar. Bu madde başka kimyasal tepkimelerden geçerek tekrar lusiferin dönüşür. Tekrar kullanılır.

Canlılar neden biyolüminesans yapar?

Biyolüminesans sonucu oluşan ışıklar, güzel görünüyor diye Noel ışığı gibi süsleme için kullanılmıyor elbet. Canlılar biyolüminesans özelliği pek çok açıdan kullanıyorlar. Bunlar avcıları korkutup kaçırma, avlanma, eş bulma, saklanma olabilir. Örneğin çok tanıdık bir lüminesan (biyolüminesans yapan) canlı olan ateşböcekleri ışığını, iletişimde veya eş bulmada kullanabilir. Yaydıkları ışık belli uzunlukta ve aralıktadır.

Biyoteknolojide biyolüminesans

Yolunuzu aydınlatmak için canlı bir feneriniz olabilir. Bilim insanları, elektrik olmadan çalışan el feneri ve sokak lambası oluşturmaya çalışıyor. Bunun için biyolüminesan algler ve bitkiler kullanılıyor. Biyolüminesan mikroorganizmalar kanserli hücrelerin takibi, kirli sulardaki bazı toksinleri ayırt etmede belirteç olarak kullanılabilir. Bu konuda çalışmalar artacak gibi görünüyor. Böylece biyolüminesan canlılar sadece kendini değil bilimi de aydınlatacak hale gelebilir.

KAYNAKLAR

EDİTÖR

Beyza Nur AKMAN

Merhaba ben Beyza Nur Akman. 19 yaşındayım. Yıldız Teknik Üniversitesinde Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümü 1. Sınıf öğrencisiyim. Popüler bilim yazılarıyla herkese hitap eden bilgi dolu yazılar yazmaya çalışıyorum. Popüler bilim yazıları okumanın günümüzü anlama, geleceğimizi tahmin etme ve ona hazırlıklı olma açısından çok değerli olduğunu düşünüyorum. Bu yüzden de ilgi çekici güncel konular hakkında yazılar yazarak inandığım şeye hizmet etmek için hem editör hem yazar olarak buradayım. Hepinize keyifli okumalar dilerim.

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
Share on print
Print

Siz de fikrinizi belirtin

Genel
Hilal Korkusuz
KAMUFLAJ TEKNOLOJİSİNDE AHTAPOT ETKİSİ

İnsanlar, tarihi boyunca doğayı incelemiş ve çeşitli canlıları taklit etmiştir. Örneğin kuşların uçmasını taklit edip uçağı, yusufçuk böceğinin uçuş stilinden, fiziki yapısından esinlenerek helikopteri icat etmiştir. Pennsylvania Üniversitesindeki araştırmacılar da ahtapotların kamuflaj yeteneğinden ilham alarak yeni bir teknolojik ürün geliştirildi. Bu ürün girilen komut üzerine çevresine benzeyip rengini ve desenini değiştirebiliyor. Başka bir deyişle kamufle

Okumaya devam et »
Genel
Esma Koca
YARIM KİLO YAPAY ET

Gelişen teknolojiyle birlikte geçmişten günümüze kadar gıda sektöründe büyük adımlar atıldı. Geleceğimizi iyi yönde mi kötü yönde mi etkiledikleri konusunda hâlâ süren tartışmalar olsa da biyoteknolojik gelişmelerin gıda sektöründeki rolü görmezden gelinebilecek boyutta değil. Dünya üzerinde etin her türlüsüne olan ilgi oldukça fazla. İnsanlar ete bayılıyor. Daha fazla insan demek daha fazla et talebi demek.

Okumaya devam et »
Genel
Cansu Yılmaz
FANTOM AĞRI

Hayalet ağrı olarak tanımlanan bu ağrı ampütasyona uğrayan her beş hastadan dördünde görülen bir şikayettir. Fantom ağrının en büyük problemi, kaynağının net bir şekilde anlaşılmaması ve geleneksel tıp tedavilerinin insanların aklında bu ağrıyı farklı bir boyuta taşıması ile süregelen gözlem alanının kısıtlanmasıdır. Fantom Nedir ? Eski Fransızca fantosme “hayalet”, Latince phantasma “hayalet”, Yunanca phantasma “zahiri”

Okumaya devam et »
Genel
Beyza Nur Akman
MUTASYONLAR RASTGELE Mİ OLUŞUR?

Mutasyon nedir? Günlük hayatta işlerimizi yaparken ne kadar kontrollü davransak da yanlış yaptığımız olur. Mutasyonlar da kontrol olmasına rağmen gözden kaçan hatalara benzer. Mutasyon DNA’nın diziliminde gerçekleşen hatalardır. DNA’nın hasar onarım mekanizması bu hataları gözden kaçırır ve düzeltmezse bu hatalar canlıda değişikliklere yol açabilir. Canlılar mutasyonlar nedeniyle yeni bir özellik kazanabilir ya da hasta olabilirler.

Okumaya devam et »
Go to Top