Биолюминесценция дегеніміз не және ол не үшін қажет?

Тірі ағзалардың жұмсақ әрі тылсым жарқылы адамдарды ежелден таңғалдырып келеді. Мұндай сәуле электрге де, отқа да қатысы жоқ, бірақ қараңғы ортада айқын байқалады. Ол мұхит түбінде, түнгі орманда және кейде топырақ бетінде көрінуі мүмкін. Ғалымдар бұл құбылыстың биологиялық табиғатын ұзақ уақыт зерттеп, оның нақты қызметтерін анықтады. Биолюминесценцияны түсіну үшін алдымен оның мәні мен атқаратын рөлін қарастыру қажет.

Биолюминесценцияның табиғаты

Биолюминесценция тірі ағзалардың ішкі химиялық реакциялар нәтижесінде жарық бөлу қабілетін білдіреді. Бұл үдерісте арнайы молекулалар өзара әрекеттесіп, энергияны фотон түрінде шығарады. Мұндай реакция өте тиімді саналады, себебі жылу іс жүзінде бөлінбейді. Сондықтан сәуле қараңғы ортада анық көрінеді әрі ағзаға зиян келтірмейді.

Мысалдарға көшпес бұрын, бұл құбылыстың әмбебап екенін атап өткен жөн. Ол әртүрлі тіршілік топтарында және сан алуан ортада кездеседі.

Табиғи жарық қай жерде байқалады

Ең көп таралған биолюминесценция теңіздер мен мұхиттарда байқалады, алайда құрлықта да оның үлгілері бар. Жарқылдың түсі мен қарқындылығы тіршілік иесінің өмір салтына байланысты өзгереді. Әрбір түр жарықты өзіне қажетті мақсатта қолданады.

• планктон механикалық әсер кезінде су бетін жарқыратады;
• терең су балықтары қараңғылықта бағдарлану үшін сәуле бөледі;
• жәндіктер жарықты байланыс пен бағыт табу құралы ретінде пайдаланады;
• кейбір саңырауқұлақтар түнде орман төсенішін әлсіз жарықпен көмкереді.

Бұл мысалдар биолюминесценцияның табиғатта кең таралғанын көрсетеді.

Химиялық үдерістің механизмі

Биологиялық жарқыл нақты химиялық тетікке негізделеді. Негізгі рөлді люциферин деп аталатын зат пен люцифераза ферменті атқарады. Олар оттегімен әрекеттескенде жарық импульсі пайда болады. Сәуленің түсі молекулалардың құрылымына және реакция өтетін ортаға тәуелді.

Кезеңдерді сипаттамас бұрын, ағзаның бұл процесті дәл реттей алатынын атап өткен жөн. Жарқыл қажет кезде ғана іске қосылады.

1. Люциферин оттегімен химиялық байланысқа түседі.
2. Люцифераза реакцияның жылдамдығын басқарады.
3. Босап шыққан энергия жарық түрінде таралады.

Осылайша ағза ресурсты үнемдеп, ұлпаларын зақымданудан қорғайды.

Тірі ағзаларға жарық не үшін керек

Биолюминесценция тіршілік үшін маңызды қызметтер атқарады. Ол қорғануға, қорек табуға және байланыс орнатуға көмектеседі. Жарықтың нақты мақсаты тіршілік ортасына байланысты өзгереді. Көп жағдайда ол бейімделудің тиімді құралына айналады.

Тізімге өтпес бұрын, бір функция бірнеше міндетті қатар атқара алатынын ескерген жөн.

• олжа тарту үшін жарық нүктесін пайдалану;
• жыртқыштарды күтпеген жарқылмен үркіту;
• су қабатында дене сұлбасын жасыру;
• көбею кезінде серіктес табуға белгі беру.

Мұндай стратегиялар түрдің сақталу мүмкіндігін арттырады.

Ғылым мен технологиядағы маңызы

Биолюминесценцияға деген қызығушылық биологиямен шектелмейді. Жарқыл беретін ақуыздар медицина мен генетикада кеңінен қолданылады. Олар жасуша ішіндегі үдерістерді нақты бақылауға мүмкіндік береді. Бұл тәсілдер жоғары дәлдігімен ерекшеленеді.

Қолдану салаларын талдамас бұрын, мұндай әдістердің қауіпсіз екенін атап өткен жөн. Табиғи жарық тірі ұлпаларға зиян келтірмейді.

1. Жарық маркерлері гендердің жұмысын зерттеуге көмектеседі.
2. Диагностикалық әдістер айқынырақ бола түседі.
3. Экологиялық бақылау жаңа мүмкіндіктерге ие болады.

Бұл бағыттар қазіргі кезде қарқынды дамып келеді.

Биолюминесценция табиғаттың ерекше тапқырлығын айқын көрсетеді. Ол химия, физика және биологияның тоғысында пайда болатын күрделі құбылыс болып саналады. Мұндай жарық сән үшін емес, тіршілікке қажетті құрал ретінде қызмет етеді. Оны зерттеу ғылымға нақты пайда әкеліп отыр. Табиғи тетіктерді түсіну жаңа технологиялардың дамуына және өмір алуан түрлілігін тереңірек ұғынуға жол ашады.