نقش بیولومینسانس در طبیعت

به گزارش زیستنا به نقل از SciTechDaily، بدون تردید بیولومینسانس (Bioluminescence) یا زیست‌تابی یکی از دیدنی‌ترین پدیده‌های طبیعی است که می‌توان شخصاً آن را تجربه کرد. اگر تابه‌حال کرم‌های شب‌تاب یا پلانکتون‌های (Plankton) آبی نئونی زیبا را در کنار ساحل دیده باشید، می‌دانید که چه منظره خارق العاده‌ای است. بااین‌حال، بیولومینسانس در بقای بسیاری از جانوران نیز نقش مهمی دارد؛ اما بیولومینسانس یا زیست‌تابی چیست و جانوران چگونه از آن به نفع خود استفاده می‌کنند؟

مبانی بیولومینسانس

بیولومینسانس به نوری گفته می‌شود که موجودات زنده ساطع می‌کنند. این نور از واکنشی بین دو گروه از مولکول به نام‌های لوسیفرین‌ها (Luciferins) و لوسیفرازها (Luciferases) حاصل می‌شود. شکل دقیق این مولکول‌ها از جانوری به جانور دیگر متفاوت است، اما تمامی آن‌ها در اصل از طریق مسیر مشابهی عمل می‌کنند. بدین ترتیب که در تمامی موارد اکسیداسیون لوسیفرین به‌وسیله آنزیم لوسیفراز کاتالیز می‌شود.

کاربردهای بیولومینسانس در طبیعت

بیولومینسانس تنها یک هدف ندارد و بسته به هر موجود زنده‌ای، مزایا آن می‌تواند بسیار متفاوت باشد. بااین‌حال، بیولومینسانس در سه زمینه گسترده دفاع، حمله و برقراری ارتباط کاربرد دارد.

دفاع

راه‌های بسیاری وجود دارد که جانوران می‌توانند از بیولومینسانس به‌عنوان سازوکاری دفاعی استفاده کنند. یکی از ساده‌ترین راه‌ها حیران کردن یا ترساندن شکارچی از طریق ساطع کردن ناگهانی نور است، رفتاری که برای بسیاری از گونه‌های میگو معمول است.

بسیاری از ماهی‌های مرکب هم روی بدن خود و هم از طریق یک ماده شیمیایی موجود در جوهرشان، از خود بیولومینسانس بروز می‌دهند. هدف هر دوی این‌ها ترساندن و گیج کردن شکارچیان است؛ بدین طریق که در زمان حمله شکارچی، ماهی مرکب می‌تواند ابری از جوهر درخشان را به بیرون بپاشد تا توجه شکارچی را منحرف کند و هم‌زمان به جایی امن شنا ‌کند.

شکل دیگر دفاع، استتار جبران نور (Counter-illumination) است. این مورد هم در ماهی‌های مرکب رایج است و سبب می‌شود تا جانور با پس‌زمینه شبیه شود. بسیاری از شکارچیان دریایی از زیر حمله می‌کنند، بنابراین ماهی مرکب با مطابقت دادن رنگ خود با رنگ دریای بالا می‌تواند از شناخته شدن بگریزد و به محل امنی شنا کند.

بیولومینسانس می‌تواند یک علامت هشداردهنده در برابر شکارچیان نیز باشد که به آن آپوزماتیسم (Aposematism) می‌گویند. هم کرم‌های شب‌تاب و هم هزارپاها از این نوع دفاع استفاده می‌کنند تا شکارچیان را به اشتباه بیندازند تا تصور کنند حمله به آن‌ها خطرناک است یا سمّی هستند و نمی‌توان آن‌ها را خورد.

حمله

شکارچیان از دو راه تقلید و روشن کردن می‌توانند از بیولومینسانس به‌عنوان نوعی حمله استفاده کنند.

شناخته‌شده‌ترین نوع تقلید بیولومینسانت مربوط به قلابچه‌ماهی (Angler fish) است. لامپ کوچک یا اسکا (Esca) که در جلوی سر قلابچه‌ماهی آویزان است، جانوران کوچک را فریب می‌دهد تا به‌اندازه‌ای که برای حمله کافی باشد نزدیک شوند. نمونه دیگری در اقیانوس‌ها که کمتر رایج است کوسه کلوچه‌بر (Cookie-Cutter Shark) است. این کوسه از جبران نور استفاده می‌کند تا شکل یک دسته ماهی‌های کوچک تقلید کند. بدین‌وسیله ماهی‌های زیرین را فریب می‌دهد که فکر کنند طعمه در دسترس آن‌هاست. سپس، هنگامی‌که آن‌ها در فاصله قابل‌دسترس قرار می‌گیرند کوسه کلوچه‌بر حمله می‌کند.

استفاده دیگری که رواج کمتری دارد، روشن کردن است. درحالی‌که اغلب موارد بیولومینسانس آبی هستند، برخی از ماهی‌های اعماق دریا تکامل یافته‌اند تا نور قرمز ساطع کنند. بیشتر ماهی‌ها در اعماق اقیانوس‌ها نمی‌توانند نور قرمز را ببینند؛ چراکه آب در چنین اعماق زیادی آن را فیلتر می‌کند. بااین‌وجود، برخی از انواع اژدها ماهی (Dragonfish) از نور بیولومینسانس قرمز به‌عنوان نورافکن استفاده می‌کنند که تنها آن‌ها می‌توانند آن را ببینند. به‌این‌ترتیب این موجود می‌تواند طعمه احتمالی خود را غافلگیر کند.

برقراری ارتباط

کرم‌های شب‌تاب جفت خود را با استفاده از بیولومینسانس جذب می‌کند. بسته به گونه، این کار از دو راه ممکن است انجام شود. در برخی از گونه‌ها، موجود ماده نور ساطع می‌کند که نر را جذب می‌کند؛ درحالی‌که گونه‌های دیگر، موجود نر پیام‌های نوری برای برقراری ارتباط با ماده‌ها ساطع می‌کند.

شکل دیگری از ارتباط که از بیولومینسانس استفاده می‌کند در پیروزوم‌ها (Pyrosomes) است. پیروزوم‌ها موجودات منفردی نیستند، بلکه کلونی‌هایی از پلانکتون‌ها به نام زوئید (Zooid) هستند که به هم می‌پیوندند تا ابرساختاری را تشکیل دهند. هر زوئید دارای ساختار درخشانی دارد که نور می‌تواند آن را تحریک کند که به هر کلونی اجازه می‌دهد به نور تولیدشده به‌وسیله سایر زوئیدها و منابع نور خارجی پاسخ دهد.

بیولومینسانس یکی از شگفتی‌های جهان طبیعی است، بسیاری از جانوران تماشایی از این روش برای حفظ امنیت خود، جذب طعمه یا برقراری ارتباط با یکدیگر بهره می‌گیرند. شگفت‌انگیز است که فکر کنیم ممکن است ما تنها نمای بیرونی از آنچه در دنیای طبیعی وجود دارد را درک کرده باشیم؛ بنابراین، ممکن است حتی اکتشافات خیره‌کننده‌تری هنوز در راه باشد.

منبع: SciTechDaily