Biyoloji ve Genetik

Biyolüminesans Nedir? Doğanın Esrarengiz Işıkları Nasıl Oluşmaktadır?

Sosyal medyada dolaşırken karanlıkta masmavi parlayan kumsallar ile ilgili görsellere denk gelmiş olabilirsiniz. Bu yerlerin muhteşem pırıltılarının nedeni nedir diye merak ederseniz cevabımız biyolüminesans olacaktır. Canlı bir organizmada meydana gelen kimyasal bir reaksiyonun sonucu olarak ışık üretme sürecine biyolüminesans denir. Biyolüminesans yüzyıllardır insanların ilgisini çeken bir olgu ve tarihteki en eski araştırma alanlarından biridir. Eski Yunan filozoflarından Aristoteles deniz canlılarının yaydığı ışıkları detaylı bir şekilde inceleyen ilk kişi olarak bilinmektedir. Biz de sürece biraz daha yakından bakalım.

Biyolüminesans Nedir?

Bazı maddeler bir dış kaynaktan aldıkları enerjinin bir kısmını, kendi ısıları değişmeksizin, elektromanyetik ışıma olarak yayar. Işık veren maddelere lüminesan madde denir. Bunun elektromanyetik ışımalardan temel farkı, ışıldayan maddenin ısısında bir değişme olmamasıdır. Bu yönüyle ışıldama, «soğuk ışık» olarak da adlandırılır. Lüminesan maddenin atomlarındaki uyarılan dış yörünge elektronları, yüksek enerjili konuma geçer. Uyarılan elektronlar, normal konumlarına döndüğünde, elektromanyetik radyasyonu görünür ışık şeklinde açığa çıkarır.

Biyolüminesans

Biyolüminesans kimyasal tepkime sonucu oluşan lüminesansın yani ışıldamanın canlılar tarafından oluşturulan bir çeşidir. Biyolüminesan organizmalar bir renk maddesi proteini olan lüsiferini ve lüsiferaz enzimini üretir. Lüsiferin oksijenle tepkimeye girerek ışık oluşturur. Biyolüminesans özelliği karada yaşayan canlılarda deniz canlılarına göre daha ender görülür. Derinsu deniz canlıların yaklaşık % 90’ı bu özelliğe sahiptir. Biyolüminesans, denizlerde önemli bir iletişim şeklidir ve ayrıca avcı-av etkileşimlerini anlamak için geniş çapta incelenmiştir. Denizlerde yakamoz meydana getiren planktonlar (Dinoflagellates) özellikle bazı bölgelerde geceleri çok belirgin ışık saçar. Bu göz alıcı mavilik sadece suda herhangi bir hareket meydana geldiğinde ortaya çıkar. Bunun sunucunda mavi ışık saçan denizler ve göllerde suya girmek ve ışıkla oynamak mümkün olur.

Biyolüminesans

Eğlenceli ve farklı bir tecrübe olsa gerek…

Biyolüminesan canlıların ışık üretmesinin ve yaymasının temel nedenleri arasında üreme, cezbetme, avlanma, yiyecek bulma, iletişim kurma, kamuflaj, savunma, korunma, yol bulma, taklit ve yardım çağırma gelir. Örneğin, ateşböceklerinin erkekleri ılık yaz gecelerinin karanlığında kendilerine uygun eşi bulmak amacıyla ışık saçar. Mürekkep balığının ise sadece vücudunun alt kısmı ışıldar, bu da balığın bulunduğu ortamın rengine uyum sağlayarak saklanmasını kolaylaştırır. Doğada gözlenen ilginç bir diğer biyolüminesans örneği de ışıldayan kurtçuklardır. Nehir ve dere yataklarında yaşayan küçük sinekler yumurtalarını yakınlardaki nemli mağaraların tavanına bırakır. Bu yumurtalardan çıkan kurtçuk şeklindeki larvaların kuyruk uçlarında yapışkan bir sıvı salgılanır ve kuyrukları ışıldar. Bu ışıltıya doğru uçan başka böcekler bu yapışkan tuzaklara takılır ve larvanın yemi olur. Yeni Zelanda’daki Waitomo Mağarası ışıldayan larvaların oluşturduğu sarkıtları görmek isteyenler için popüler bir mekandır.

Biyolüminesans

Yeni Zelanda’daki Waitomo Mağarasında ışıldayan larvalar

Biyolüminesans ve Biyofloresans Farkı

Bu arada biyolüminesans ve biyofloresansı birbiri ile karıştırmamak gerekir. Biyofloresans ise dışarıdan gelen uyarının emilip anında geri salınması ile gerçekleşir. Aslında atom düzeyinde iki mekanizma birbirine benzese de aralarındaki temel fark tetikleyici faktörlerdedir. Örneğin Karayip Denizi’ndeki mercan adalarının ışık kaynağı Güneş’tir. İçerdikleri renk maddesinin özelliğine bağlı olarak, mercanlar muhteşem renklerini ancak üzerilerine kuvvetli bir ışık kaynağı tutulduğunda yansıtır. Işıldayan canlılar, ister karada olsun ister denizin derinliklerinde, pırıltılarıyla doğanın akıl almaz güzelliğine eşlik ederek yaşadığımız dünyaya renk katıyorlar…

Biyolüminesans Neden Genelde Mavi Renklidir?

Çoğunlukla denizlerde karşımıza çıkan bu parlamanın neden kırmızı, pembe veya sarı yerine mavi-yeşil renkte göründüğünü merak edebilirsiniz? Bu sorunun cevabını bulmak için, dalga boyları dünyasına girmemiz gerekir. Okyanus suyunun derinliğini takdir ederek işe başlayalım. Okyanus o kadar derindir ki, güneşten gelen ışık okyanus tabanına ulaşamaz. Bu da okyanus yatağından çok az yansıma ya da neredeyse hiç yansıma olmaması demektir. Dönem dönem denizin farklı renklerinden bahsederiz. Aslında bu farkı yaratan, ışığın soğurulması ve saçılmasıdır. Görünür beyaz ışık spektrumunun tamamı deniz suyuna erişiriz ancak tamamı emilmez. Yalnızca kırmızı, sarı ve yeşil ışık su tarafından emilir ve mavi ışık ise su moleküllerinin saçılma etkisiyle bize geri yansır. Kıyıdaki su molekülleri, kum ve çakılla etkileşimleri nedeniyle ek ışık saçılmasına neden olur. Ayrıca bazı algler (Noctiluca scintillans gibi) belirli dalga boylarındaki ışığı emme ve ardından mavi ışığı geri yansıtma yeteneğine sahiptir, bu da bize yıldızlarla dolu bir muhteşem bir okyanus manzarası yaşama deneyimi verir. Bu deneyimi merak ederseniz videoya da göz atabilirsiniz.

Kaynaklar

Matematiksel

Sibel Çağlar

7 yıl Kadıköy Anadolu Lisesinin devamında lisans eğitimimi Marmara Üniversitesi İng. Matematik öğretmenliği üzerine tamamladım. Devamında 20 yıl çeşitli özel eğitim kurumlarında matematik öğretmenliği ve eğitim koordinatörlüğü yaptım. 2015 yılında matematiksel.org web sitesini kurdum. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.