Biyolüminesans nedir? Nasıl gerçekleşir?

Bazı kimyasal tepkimelerin sonucu ışık yayılır. Örneğin gündelik hayatta ateşten yayılan alev, yanma tepkimesi sonucu oluşan bir ışık yayılımıdır. Kimyada bu olaya “kimyasal ışıldama” ya da “kemilüminesans” denir. Bir canlı tarafından gerçekleştirilen kimyasal tepkime sonucu ışık yayılmasına ise “biyolüminesans” denir. Yani biyolüminesans da bir çeşit kimyasal ışıldamadır.

Bazı kimyasal tepkimelerin sonucu ışık yayılır. Örneğin gündelik hayatta ateşten yayılan alev, yanma tepkimesi sonucu oluşan bir ışık yayılımıdır. Kimyada bu olaya “kimyasal ışıldama” ya da “kemilüminesans” denir. Bir canlı tarafından gerçekleştirilen kimyasal tepkime sonucu ışık yayılmasına ise “biyolüminesans” denir. Yani biyolüminesans da bir çeşit kimyasal ışıldamadır.

Okyanusta yaşayan bazı balık, ahtapot, karides, denizanası, denizyıldızı, alg, köpekbalığı türleri gibi birçok canlı biyolüminesans özelliğe sahiptir. Tatlı sularda yaşayan çok az sayıda canlı ışık yayabilir. Ateşböceği ve mantar ise biyolüminesans yapabilen kara canlılarındandır.

Biyolüminesans çoğunlukla canlılardaki lüsiferin (ışık yayılımına neden olan maddelerin genel adıdır) ile oksijenin lüsiferaz enzimi sayesinde tepkimeye girmesi sonucu oluşur. Oksijenle lüsiferinin tepkimeye girmesi sırasında kimyasal enerji ışık enerjisine dönüşür.

Biyolüminesansın gerçekleşmesi için gerekli olan lüsiferini bazı canlılar kendileri üretir. Bazı canlılar da besin yoluyla ya da diğer canlılarla ortak yaşam sonucu elde eder. Örneğin deniz asteğmeni balığı (Porichthys notatus) lüsiferin ve lüsiferaz maddelerini besin olarak tükettikleri, bir çeşit kabuklu deniz karidesi olan ostrakodlardan (lüsiferin ve lüsiferaz üretirler) elde eder. Böylece ışık yayabilirler.

Bilim Genç

Bazı canlılar ise lüsiferin ve oksijenin bileşik oluşturmuş hali olan özel bir proteini kullanarak biyolüminesans yapar. Bu özel proteine “fotoprotein” denir. Biyolüminesans için bu proteini kullanan canlılarda lüsiferaz enzimi yerine kalsiyum iyonu kullanılır.

Biyolüminesansta yayılan ışığın rengi ortam koşullarına ve biyolüminesansı yapan organizmadaki lüsiferinin türüne bağlı olarak değişebilir. Örneğin birçok deniz canlısının biyolüminans sonucu yaydığı ışık mavi ve yeşil renkte görülür. Çünkü ışık suyun içinde ilerlerken bazı dalga boylarındaki ışınlar soğurulur ve saçılır. Işık tayfının görünür bölgesindeki daha uzun dalga boyundaki ışınlar (örneğin kırmızı, sarı, turuncu renkteki ışınlar) suyun içinde daha kısa mesafe ilerleyebilir. Kısa dalga boylarındaki ışınlar (örneğin mavi ve yeşil renkteki ışınlar) ise suyun içinde daha uzun mesafeler katedebilir. Bu nedenle biyolüminesans yapan birçok deniz canlısından yayılan ışığı mavi ve yeşil renklerde görürüz.