حل معمای درخشش حشرات شب‌تاب

محتویات شیمیایی درون شکم شب‌تاب‌ها چیست؟

دانشمندان از 60 سال پیش متوجه شدند محتویات شیمیایی درون شکم شب‌تاب‌ها اکسیژن،‌ کلسیم، منیزیم و ترکیبی طبیعی به نام لوسیفرین است. آنها می‌دانستند محصول این واکنش در شکم شب‌تاب‌ها چیست: نورهایی رقصان و رنگارنگ؛ زرد،‌ سبز، نارنجی و آبی، در تاریکی شب‌های تابستان.

نورهای رنگارنگ شب‌تاب‌ها چگونه تشکیل می‌شود؟

تا همین اواخر جزئیات واکنش شیمیایی که منجر به تولید درخشش شکم شب‌تاب‌ها می‌شد در پرده‌ای از ابهام بود. کنجکاوی دانشمندانی مانند بروس برانچینی در کالج کانتیکت باعث شد در نهایت این معما حل شود.

به گفته بروس شیوه تبدیل انرژی شیمیایی به نور توسط آنزیم‌ها و پروتئین‌ها پدیده‌ای بسیار بنیادین است که باید از جزئیات عملکرد آن مطلع می‌شدیم. او در مطالعاتش دریافت الکترون اضافی اکسیژن است که مسئولیت درخشش شب‌تاب‌ها را به عهده دارد.

نتایج این مطالعه که به تازگی در نشریه انجمن شیمی آمریکا منتشر شده،‌ دقیق‌ترین تصویر از نقش زیست‌شیمی را در زیست‌تابی شب‌تاب‌ها به نمایش گذاشته‌ است. این پرسش که چگونه شکم شب‌تاب‌ها به یک فانوس زیست‌تاب تبدیل می‌شود همواره بروس و دیگران را متعجب ساخته‌بود؛ چراکه احتمال اینکه مواد موجود در بدن شب‌تاب‌ها،‌ به ویژه اکسیژن و لوسیفرین بتوانند واکنشی خلق کنند که به تولید نور منجر شود،‌ بسیار کم است. از این رو درک فرایند نورزایی در شب‌تاب‌ها به دلیل متفاوت بودن مواد موجود در بدن آنها به امری پیچیده تبدیل شده‌ بود. به بیان ساده‌تر، سیب‌ها تنها به واکنش دادن به سیب‌ها تمایل دارند و پرتقال‌ها به واکنش به پرتقال‌ها متمایل‌اند،‌ در فرایند رخ داده در بدن شب‌تاب‌ها،‌ اکسیژن و لوسیفرین نقش سیب‌ها و پرتقال‌ها را بازی می‌کنند.

آزمایش‌ها‌ی برانچینی‌ نشان دادند اکسیژنی که در ایجاد درخشش در بدن شب‌تاب‌ها نقش دارد، شکلی خاص از اکسیژن به نام آنیون سوپراکسید است. به گفته برانچینی این، شکلی خاص از اکسیژن مولکولی به شمار می‌رود که دارای یک الکترون اضافه است. این الکترون اضافه به اکسیژن ویژگی‌های سیب‌ها و پرتقال‌های نمادین را می‌بخشد. به این معنی که مولکول می‌تواند با لوسیفرین وارد واکنش شود. به گفته برانچینی‌، این آنیون‌های سوپراکسید می‌توانند عامل درخشش تمامی زیست‌تابی‌های طبیعت در بدن جانداران مختلف باشند.

کاربرد زیست‌تابی در پزشکی چگونه است؟

دانشمندان معتقدند ادامه مطالعات در این زمینه از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا زیست‌تابی می‌تواند در پزشکی کاربرد‌های متفاوتی داشته‌ باشد. برای مثال اوایل سال جاری محققان از لوسیفرین برای ردیابی نوع خاصی از آنزیم در مغز موش‌های زنده استفاده کردند که روزی می‌تواند دریچه‌ای جدید را به سوی مغز انسان بگشاید.

به گفته بروس برانچینی لوسیفرین شب‌تاب‌ها تاکنون در تصویربرداری از تومورهای سرطانی و تولید داروهای ضد‌سرطانی کاربردی بوده‌اند؛‌با این همه هدف اصلی این مطالعه درک فرایند‌های طبیعی است که ممکن است در آینده نیز کاربردی باشند.

منبع: همشهری