Bir yaz gecesinde ateş böceklerinin ışıltısına şahit olmuş olabilirsiniz. Peki kıyı şeridinin ve dalgaların geceleri mavi bir parıltıyla parlamasına hiç şahit oldunuz mu? Bu yazımda sizlere, ışıldamanın sebebinden ve bunu yapabilen canlılardan bahsetmek istiyorum.

Biyolüminesans

Canlı organizmanın içinde, kimyasal bir reaksiyonla ışık üretilmesi olayı biyolüminesans olarak adlandırılmaktadır. Biyolüminesan organizmaların çoğu okyanuslarda bulunur. Bazı balıklar, deniz anaları, bakteriler, algler ve deniz yıldızları bu özelliğe sahiptir. Sadece balıklarda, ışıldamasıyla bilinen 1500 tür bulunmaktadır. Ateş böcekleri ve mantarlar gibi bazı biyolüminesan organizmalar karada bulunur. Ancak tatlı su habitatına özgü bu tarz bir organizma bilinmemektedir.

canlı

Işıldamayı sağlayan iki kimyasal madde vardır: lüsiferin ve lüsiferaz. Lüsiferin, oksijenle reaksiyona girdiği zaman ışık üreten bir bileşiktir. Ateş böceklerinde oluşan sarı renk, bu bileşik sayesinde olmaktadır. Lüsiferini sentezleyemeyen biyolüminesan organizmalar mevcuttur. Örneğin fener balığı, avını ağzına doğru çekmek için oltaya benzeyen biyolüminesan bir yem kullanır. Balığın bu ışığı aslında yem içindeki balıkla simbiyotik ilişkide olan bir bakteri tarafından üretilir. Hawaii kısa kuyruklu kalamarı ise biyolüminesan bakteriler tarafından kolonize edilen ve ışık saçan özel bir organa sahiptir. Lüsiferaz ise bir enzimdir. Reaksiyonu hızlandırmaya yardımcı olan bir katalizör görevi görür. Lüsiferazın oksitlenmiş lüsiferin ile etkileşimi, oksilüsiferin adı verilen bir yan ürün oluşturur. Böylelikle bu kimyasal reaksiyon ışık yaratır.

canlı

Bazı biyolüminesan organizmalar kendi başlarına lüsiferin sentezler. Örneğin ateşrengi algler olarak bilinen dinoflagellatlar, mavi-yeşil renkte biyolüminesansa neden olan tek hücreli organizmalardır. Dinoflagellatlar, su yüzeyinde yoğun katmanlar halinde bulunarak okyanusun gün ışığında kırmızımsı kahverengi bir renge bürünmesine neden olur. Geceleri ise dalgalarda hareket eden ışıltının sebebidir. Büyük balıklar tarafından zehirli olanları tüketildiğinde vücutlarında yoğun bir şekilde birikir. Deniz canlıları ve insanlar için hastalık ve hatta ölüm riski taşır. 

canlı

Işık, ışığın rengini belirleyen ve dalga boyu olarak bilinen farklı şekillerdeki dalgalar halinde hareket eder. Bunlar gözümüze çarptığında, dalga boylarına bağlı olarak beyin tarafından renklere çevrilir. Gözlerimizin görebildiği dalga boyları “görünür ışık spektrumu” olarak bilinir. Okyanustaki biyolüminesansın çoğu mavi-yeşil ışık biçimindedir. Bunun nedeni, bu renklerin hem sığ hem de derin suda ilerleyebilen ve de görülebilen daha kısa dalga boyuna sahip olmasıdır.

Canlılar Neden Işık Saçar?

Biyoluminesansın yaşam şansını arttırıcı birçok faydası vardır. Yaklaşan bir avcıyı korkutmak ve dikkatini dağıtmak amacıyla bu özelliğe sahip canlılar tarafından kullanılır. Eş bulabilme konusunda da faydası bulunur. Buna ateş böceklerini örnek gösterebiliriz. Biyolüminesans aynı zamanda kamuflaj için de önemlidir. Denizin derinliklerindeki bir avcı, yüzeyden gelen ışıkla birlikte avını göremeyebilir.

Nobel Ödülü

Osamu Shimomura ve meslektaşları 1960’larda, Princeton Üniversitesi’nde parlak denizanası Aequorea victoria ile araştırmalar yaptı. “Aequorin” adını verdikleri bir protein keşfettiler. 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. 1978’de Shimomura, bu proteinlerin yapısını ve ışık üreten reaksiyonları açıklar hale gelmişti.

canlı

Proteini oluşturan gen keşfedildikten sonra, bakteriye yerleştirilerek araştırmacıların deyimiyle bir “moleküler fener” oluşturuldu. Bu, hücrelerin ultraviyole ışık altında yeşil renkte parlamasına neden oldu. Bilim insanı Roger Tsien, GFP genini mutasyona uğratmanın farklı renkler yaratabileceğini ve parlamayı arttıracağını keşfederek çalışmayı genişletti. . Bu çalışmaları sayesinde 2008 yılında Shimomura ve iki meslektaşı Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı. Günümüzde,Shimomura’nın deniz anası geni hücrelerdeki proteinleri ve organizmaların farklı hücrelerini etiketlemek için kullanılıyor.

Kaynakça ve İleri Okuma: 1, 2

Editör: Efe Şen