Işık Saçan Canlılar, Bioluminesans

Yaşamsal işlevlerini devam ettiren canlı organizmaların, aynı zamanda ışık hücrelerinde bulunan Lusiferin maddesini Lusiferaz enzimi yardımı ile oksitlenmesi sonucunda açığa çıkan ışıma olayına bioluminesans denir.

İsmi Yunanca ‘’bio’’ (yaşam), Latince ‘’lumen’’ (ışık) kelimelerinin birleşmesi sonucunda meydana gelmiştir.

Bioluminesans reaksiyonlarını gerçekleştirmek için gerekli olan tepkimelerde az miktarda ısı  harcandığından dolayı meydana gelen ışığa soğuk ışık denilmektedir. Bioluminesans reaksiyonları sonucunda açığa çıkan  ışığın önceleri bilim insanları tarafından canlılara ne gibi yarar sağladığını anlaşılamamıştır ve canlının metabolizma sonuncu oluşan yan ürün olarak değerlendirilmiştir. Bilim insanları bioluminesans yapan bir mantarla bioluminesans yapmayan varyeteleri çaprazladığında oluşan dölde bioluminesans, ışık yayma yeteneğinin meydana geldiği saptanmıştır. Araştırmalar sonucunda bioluminesans genleri bu varyeteler için baskın gen (dominant) olduğu öğrenilmiştir.

Bioluminesans gerçekleştiren canlılar iki grupta incelenebilir. Bazı canlılar kendi vücutlarında direkt gerçekleştirebilirken bazı canlılar ise vücudunda simbiyoz yaşıyan bakteriler tarafından bioluminesans olaylarını gerçekleştirilir. Yapılan deneyler sonucunda simbiyont bakteriler ile bioluminesans olayları gerçekleştiren canlılarda bu simbiyont bakterirler vücuttan çıkartıldıktan sonra bioluminesans reaksiyonlarını gerçekleştiremediği ortaya çıkmıştır. Ateşböceği (Photoblepharon) ile beslenen kurbağaların derisinde ışıldamalar meydana geldiği gözlenmiştir. Bakterilerin buldunduğu hücreler silindirik ve bioluminesansta çok fazla oksijene ihtiyaç duyulduğundan kan damarlarıyla iyice donaltılmıştır. Bioluminesans reaksiyonlarını gerçekleştiren simbiyont bakteriler, bu hücrelere nasıl yerleştiği özellikle bu hücrelerde neden toplandığının nedeni bulunamamıştır.

BİOLUMİNESANS TEPKİMELERİ (IŞIK SAÇMA REAKSİYONLARI)

Adenozin monofosfat, lusiferin karboksil grubuna bağlanır. Bu kompleks oksijenli ortamda  E-L-AMP’ ye okside olarak (yükseltgenerek) ışık çıkarır. Işık ATP enerjisinin ürünüdür. E-L-AMP, serbest lusiferaz, lusiferin ve AMP₁ ‘ yi vermek sureti ile parçalanmaktadır. Lusiferin ve lusiferazın kimyasal yapısı canlıdan canlıya değişiklik gösterebilir. Mg⁺⁺ ve adenozin trifosfat(ATP) eklemek sureti ile ışık oluşturabilmek mümkündür. Tepkime için gerekli enerji ATP’den sağlanır, dolayısı ile ışığın şiddeti ile ATP miktarı ölçülebilir.

Bioluminesans sonucunda çıkan ışığın rengi canlının türüne bağımlı olarak kırmızı, yeşil, sarı veya mavi olabilir. Örnek olarak Uruguay’daki bir kınkanatlı larvasının yanlarından yeşil, başından kırmızı ışık çıktığından gece ışıklarını yakarak giden bir tren katarını andırdığı için demiryolu kurdu olarak isimlendirilmiştir. Bioluminesans olaylarında açığa çıkan ışık spekturumu, insan görüş spekturumu içerisindedir.

Bioluminesans organizmalar tarafından farklı nedenler için kullanılır. Bazı gruplar için avcıları korkutma veya diğer av olacak canlıları uyarma, ateşböcekleri için eşeylerin birbirini çekmesini sağlar. Bioluminesans olaylarında türe özgü yakıp söndürme, bazı canlı gruplarında  tüm bireylerin sanki uyum içinde aynı anda yakılıp söndürülme gibi sinyaller oluşur. Bu sinyaller uzun, kısa çeşitli şekillerde meydana gelir. Bazı balık türlerinde öne doğru bir çıkıntı yaparak küçük bir balık gibi görünüp avlarını kendine doğru çekerler ve avlanırlar.

Bioluminesans hayvanlar, böcekler  ve bakterilerde evrimsel süreçlerle aktif olarak sürekli kullanılarak geliştirilmiştir. Bazı bilim insanları bioluminesans reaksiyonlarını insanlarında gerçekleştirebildiklerini öne sürmüşlerdir. İnsanların gerçekleştirebildiği bioluminesans reaksiyonları sonucunda açığa çıkan ışık ve ısının insan gözünün görebileceği spekturum değerinde olmadığı için bazı araçlarla kullanılarak fark edilir. Sineklerin karanlıkta insanları bulup kanlarını emmeleri örnek olarak verilebilir. 

Gelecek yayınlarımızda görüşmek üzere! Esen kalın...