Biyolüminesans: Işık Yayan Canlılar
Bazı kimyasal tepkimelerin sonucu ışık yayılır. Örneğin gündelik hayatta ateşten yayılan alev, yanma tepkimesi sonucu oluşan bir ışık yayılımıdır. Kimyada bu olaya “kimyasal ışıldama” ya da “kemilüminesans” denir. Bir canlı tarafından gerçekleştirilen kimyasal tepkime sonucu ışık yayılmasına ise “biyolüminesans” denir. Yani biyolüminesans da bir çeşit kimyasal ışıldamadır.
Bazı kimyasal tepkimelerin sonucu ışık yayılır. Örneğin gündelik hayatta ateşten yayılan alev, yanma tepkimesi sonucu oluşan bir ışık yayılımıdır. Kimyada bu olaya “kimyasal ışıldama” ya da “kemilüminesans” denir. Bir canlı tarafından gerçekleştirilen kimyasal tepkime sonucu ışık yayılmasına ise “biyolüminesans” denir. Yani biyolüminesans da bir çeşit kimyasal ışıldamadır.
Okyanusta yaşayan bazı balık, ahtapot, karides, denizanası, denizyıldızı, alg, köpekbalığı türleri gibi birçok canlı biyolüminesans özelliğe sahiptir. Tatlı sularda yaşayan çok az sayıda canlı ışık yayabilir. Ateşböceği ve mantar ise biyolüminesans yapabilen kara canlılarındandır.
Bazı mantar türlerinin yaydığı ışık sadece geceleri görünür.
Ortamın asitlik derecesinin farklı olması, sıcaklık ve basınç değişimleri gibi faktörler canlılarda biyolüminesansı başlatan etmenlerdendir. Örneğin denizde yaşayan bazı tek hücreli planktonlarda biyolüminesans kıyıya vuran dalgaların etkisiyle başlar.
Yakamoz olayı Noctiluca scintillans adlı planktonun fiziksel olarak uyarılması sonucu mavi ışık yayılması nedeniyle gerçekleşir.
Biyolüminesans çoğunlukla canlılardaki lüsiferin (ışık yayılımına neden olan maddelerin genel adıdır) ile oksijenin lüsiferaz enzimi sayesinde tepkimeye girmesi sonucu oluşur. Oksijenle lüsiferinin tepkimeye girmesi sırasında kimyasal enerji ışık enerjisine dönüşür.
Biyolüminesansın gerçekleşmesi için gerekli olan lüsiferini bazı canlılar kendileri üretir. Bazı canlılar da besin yoluyla ya da diğer canlılarla ortak yaşam sonucu elde eder. Örneğin deniz asteğmeni balığı (Porichthys notatus) lüsiferin ve lüsiferaz maddelerini besin olarak tükettikleri, bir çeşit kabuklu deniz karidesi olan ostrakodlardan (lüsiferin ve lüsiferaz üretirler) elde eder. Böylece ışık yayabilirler.
Ostrakodlar özellikle avlandıkları zaman yaydıkları lüsiferin maddesini ve lüsiferaz enzimini kullanarak ışık yayar. Ostrakodlar, kendileriyle beslenen avcı balıklara biyolüminesans için gerekli maddeleri sağlar.
Bazı canlılar ise lüsiferin ve oksijenin bileşik oluşturmuş hali olan özel bir proteini kullanarak biyolüminesans yapar. Bu özel proteine “fotoprotein” denir. Biyolüminesans için bu proteini kullanan canlılarda lüsiferaz enzimi yerine kalsiyum iyonu kullanılır.
Denizanası benzeri, Aequorea isimli canlı biyolüminesans için lüsiferin yerine fotoproteini kullanır.
Biyolüminesansta yayılan ışığın rengi ortam koşullarına ve biyolüminesansı yapan organizmadaki lüsiferinin türüne bağlı olarak değişebilir. Örneğin birçok deniz canlısının biyolüminans sonucu yaydığı ışık mavi ve yeşil renkte görülür. Çünkü ışık suyun içinde ilerlerken bazı dalga boylarındaki ışınlar soğurulur ve saçılır. Işık tayfının görünür bölgesindeki daha uzun dalga boyundaki ışınlar (örneğin kırmızı, sarı, turuncu renkteki ışınlar) suyun içinde daha kısa mesafe ilerleyebilir. Kısa dalga boylarındaki ışınlar (örneğin mavi ve yeşil renkteki ışınlar) ise suyun içinde daha uzun mesafeler katedebilir. Bu nedenle biyolüminesans yapan birçok deniz canlısından yayılan ışığı mavi ve yeşil renklerde görürüz.
Birçok kara hayvanı da mavi-yeşil ışık yayabilir. Ateşböceği ve kara salyangozu ise sarı renkte ışık yayar.
Ateşböcekleri karınlarından sarı ışık yayar.
Canlılar biyolüminesansı avlanma, savunma, eş bulma, saklanma gibi farklı amaçlarla yapabilir. Örneğin mürekkep balığı yaydığı ışıkla düşmanları ürküterek kafalarını karıştırır. Bu da kaçması için zaman sağlar. Fenersi balıklar başlarında yer alan top şeklindeki yapıdan yayılan ışık sayesinde avlarını cezbederek kendilerine yaklaşmalarını sağlar. Yetişkin ateşböcekleri ise karşı cinsi etkilemek için ışık yayar.
Ateşböcekleri yaz aylarında eş bulmak için ışık yayar.
Kaynaklar:
- https://www.britannica.com/science/photoprotein
- https://www.britannica.com/science/marine-bioluminescence
- https://www.britannica.com/science/bioluminescence
- https://ocean.si.edu/ocean-life/fish/bioluminescence
- https://serc.carleton.edu/microbelife/topics/marinesymbiosis/squid-vibrio/index.html
- https://www.sciencedaily.com/terms/bioluminescence.htm
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022098188901281
