Biyolüminesans Nedir?
Darwin’in Teneferi de de bir gemide, deniz canlılarından görüp elindeki kağıda not aldığı şey aslında biyolüminesans ile ilgiliydi.
Biyolüminesans, canlı bir organizmanın kendi bünyesinde kimyasal reaksiyonlar ile ürettiği ışık olarak bilinir. Aynı zamanda biyolüminesans “soğuk ışık” olarak da adlandırılır, soğuk ışığın yüzde 20’si termal radyasyon üretir.
Biyolüminesan organizmalar sadece deniz canlılarında değil; balık ve bakterilerde de bulunabilir. Ateş böcekleri ve bazı mantarlar dahil olmak üzere bazı biyolüminesan organizmalar karada bulunur.
Tarihte insanlar biyolüminesans organizmaları keşfetmiş ve bu canlıları kullanmışlardır.Örnek vermek gerekirse; madenciler çalıştıkları karanlık ortamları aydınlatabilmek için; ateş böceklerini güvenlik lambası olarak kullanmıştır. Ayrıca, kabileler tarafından ormanlık yolları aydınlatılmak için parlayan mantarlar kullanılmıştır.
Biyolüminesans savaşlarda bile rol oynamıştır. Birinci Dünya Savaşı’nın son günlerinde İspanya kıyılarında seyreden bir İngiliz gemisindeki gözcüler sudaki biyolüminesansı tetiklemesi sayesinde parlayan Alman denizaltını keşfedip batırmışlardı. Biyolüminans organizmalar sayesinde savaşın seyri değişmiştir.
BİYOLÜMİNESANSIN KİMYASAL MEKANİZMASI:
Biyolüminansı açıklamak için temel iki şeyden bahsetmek gerekir:
→ Lüsiferin pigmenti
→ Lüsiferaz enzimi
• Organizmalar, lüsiferini oksitleyerek ışık üretir ve lüsiferaz enzimini tepkime için katalizör olarak kullanır böylece oksilüsiferin oluşur. [şekil 1]
• Bu tepkimenin hücre içinde de hücre dışında da gerçekleşebilir.
Peki lüsiferin nedir?
→ Lüsiferin, ışık yayılımına neden olan maddelerin genel adıdır.
→ Oksijenle lüsiferinin tepkimeye girmesi ile kimyasal enerji ışık enerjisine dönüşür.
→ Biyolüminesans için gerekli olan lüsiferinini bazı canlılar kendileri üretir. Bazı canlılar da besin yoluyla ya da diğer canlılarla ortak yaşam sonucu elde eder.
Biyolüminesans kosunda en bilinen örnek olan, ateş böceklerinin(1) yaydığı soğuk ışıktır. Ayrıca yaşadığımız ekosistemde ateş böcekleri dışında, Hawaii Kısa Kuyruklu Mürekkep Balığı(2), yalnızca erkek bireyleri ışık üretebilen ve dişilerini bu yolla kendine çeken Ostrakodlar(3), sırtındaki dikiş izine benzeyen hücreleriyle ışık saçan Taraklılar(4) gibi biyolüminesans yapabildiği bilinen canlılara örnek olarak verebiliriz.
Denizde oluşan hareketlenmeler sonucu, Yakamoz olay olarak bilinen deniz faunasından Noctiluca Scintillans adındaki mikroskobik bir canlı tarafından kaynaklı olduğu kefşedilmiştir. Bu canlının parıltısı yani yakamoz olayı hareketlenmelere karşı verdiği bir çeşit savunma olarak biyolüminesans olayının bir sonucudur.
/evrimagaci.org%2Fpublic%2Fcontent_media%2F62e1b263d78e1628b78591db4dbce26a.jpg)
Kuzey Amerika sahillerinde görülen Kristal Denizanası’nda görülen biyolüminesans, Noctiluca Scintillans yani yakamozu oluşturulan canlıdan daha farklıdır. Bu canlının, doğal ortamında “aequorin” isimli bir protein tarafından, kimyasal reaksiyon sonucu oluşturulan mavi ışığın, Yeşil Florasan Protein (GFP – Green Fluorescent Protein) tarafından yeşil ışığa dönüştürüldüğü bilinmektedir.
→ Bu protein oksijen yokluğunda bile kalsiyumla reaksiyona girerek mavi ışık yayıyordu.
→ Deniz anasındaki bir başka protein olan yeşil floresan proteini (GFP), bazen bu mavi ışığı emiyor ve yanıt olarak yeşil ışık yayıyordu.
Biyolüminesan canlılar çoğunlukla 440-470 nm dalga boyuna sahiptir ve bu değerler mavi-yeşil renge tekabül eder. Hayvanlar farklı dalga boyuna sahip olabilirler ve farklı renklerde ışınım yapabilirler.
→ Birçok kara hayvanı da mavi-yeşil ışık yayabilir.
→ Ateşböceği ve kara salyangozu ise sarı renkte ışık yayar.
Başka bir canlı ise; Vampyroteuthis, derin denizlerde yaşayan hem kalamar hem de ahtapotlar ile benzerlik gösteren bir canlıdır.
→ Kollarının ucunda biyolüminesans sonucu ışıldayan yapılar bulunur.
Mantarların biyolüminesans sistemi kullanılarak tütün bitkisinde ışıma elde edilen bir çalışma yürütüldü.
→ Mantarlar kafeik asiti lüsiferine dönüştürerek ışıma yapıyorlar ve bu molekül tüm bitkilerde bulunuyor.
→ Mantardan alınan genlerin bitkiye aktarılmasıyla elde edilen sistem sayesinde bitkilerde ışıma yapabilir.
Sadece hayvanlar aleminde değil ayrıca; insanlarda da biyolüminesans gözlemlenmiştir. Yakın zamanlarda, Japon bilim adamları tarafından bu özelliğe sahip bir diğer canlının insan olduğu öne sürülmüş, araştırma sürecinde insanların yaydığı ışığın, gözle görülemeyecek kadar zayıf olsa da, bu özelliğe sahip olduğu saptanmıştır. Aşağıdaki şekilde örnek çalışmayı ve sonuçlarını görebilirsiniz:
Biyolüminesans Teknolojisinin Potansiyeli Nedir?
Biyolüminesans teknolojisi ile çok farklı alanlarda çalışılabilir. Örneğin; LED teknolojisinde, neon ışıklarda, televizyonda, fosforlu tabelalarda görüldüğü gibi, doğayla sınırlı kalmayıp, üretim aşamasına geçilen Lüminesans olayında, molekülün üzerinde toplanan enerjiden, foton saçarak kurtulması ve kararlı hale dönmesi sonucu “soğuk ışık” meydana gelir.
Canlı organizmalarda, özel bir kimyasal reaksiyon sonucunda oluşan ışık, aslında canlının doğal ortamında genel olarak savunma ve üreme gibi doğuştan sahip olunan bir tür içgüdü olarak tanımlanabilir.
Akla gelen en bariz fikirlerden biri, elektriksiz çalışan aydınlatma kaynakları oluşturmak için lambalarda biyolüminesan alg kullanmaktır. Biyolüminesan algler, mini bir ekosistem oluşturacak şekilde tuzlu su dolu cam tüpte uzun süre depolanabilir. Hafif bir itme ile lambalar ileri geri hareket ederek alglerin ışık yaymasını sağlayacak ve böylece elektriksiz çalışabilecekler. Bu konu üzerine çalışmalar yürütülebilmektedir.
Aynı şekilde araştırmacılar, şehir ve banliyö sokaklarını çevrelemek için biyolüminesan ağaçlar oluşturmak konusunda yöntemler geliştiriyor. Sokak lambası boyuna gelebilecek kadar büyük olan biyolüminesan bitkiler, tamamen kendi kendine yeterli ve enerjisiz bir şekilde ışık üretecek böylece daha pahalı elektrikli lambalara olan ihtiyacın görülmesini sağlayacaktır.
Biyolüminesan teknolojisi için başka bir uygulama alanı da onu bir test cihazı olarak kullanmaktır. Araştırmacılar, biyolüminesan mikroorganizmaları baskı altında parıldamaları için genetik olarak değiştirerek, kirli sudaki belirli toksinleri etkili bir şekilde tanımlayabildiler. Suyu bu mikroorganizmaların yaşadığı küçük kontrollü ortamlara soktuklarında ortaya çıkan ışıltı, araştırmacılara belirli toksinlerin mevcut olup olmadığını anlamamızı sağlar.
FİZİKİST,’https://www.fizikist.com/biyoluminesans-nedir/‘ adlı siteden 1.02.2021 tarihinde alınmıştır.
‘TEKNOLOJİ’,’https://teknoloji.org/biyoluminesans-nedir-teknolojide-nasil-kullanilabilir/‘ adlı siteden 1.02.2021 tarihinde alınmıştır.
‘Dusge’,’https://dusge.com/nedir-bu-biyoluminesans-en-havali-sahillerin-kimyasi/‘ adlı siteden 1.02.2021 tarihinde alınmıştır.
‘Matematiksel’,’https://www.matematiksel.org/biyoluminesans-doganin-esrarengiz-isiklari/ ‘adlı siteden 1.02.2021 tarihinde alınmıştır.
‘https://avys.omu.edu.tr/BAKTERİYEL%20BİYOLÜMİNESANS%20VE%20MEKANİZMASI.pdf‘adlı siteden 1.02.2021 tarihinde alınmıştır.
Son Yazılar
Beni Takip Edin
Yeni içerik doğrudan gelen kutunuza iletilsin.
ORİON BİLİM 