زیست تابی چیست؟

به تولید و انتشار نور توسط موجودات زنده که در اثر واکنش‌های شیمیایی در بدن آن‌ها صورت گرفته باشد، زیست‌تابی (bioluminescence) گفته می‌شود. در بیشتر زیست‌تابی‌ها ماده‌ای به نام آدنوزین تری‌فسفات (ATP) واکنش دارد. در این واکنش نورفرا بنفش و فرو سرخ ایجاد نمی شود بلکه فقط نور سرد تابیده می شود. این واکنش شیمیایی ممکن است درون یاخته یا بیرون از آن صورت بگیرد.

فرگشت: اولین فرضیه ای که در مورد زیست تابی شکل گرفت از طرف ان.هاروی بود که در سال ۱۹۳۲ در مقاله ای بیان کرد که زیست تابی شاید از زنجیری ای از پروتوئین های تنفسی به وجود آمده که حاوی مواد فلوئوروسنت بودند. گرچه این فرضیه رد شد ولی باعث شد جامعه علمی به دنبال دلیل این فرایند برود. در فرضیه جدید آنزیم ها لوسیفراز(نور دهده) به عنوان یک کاتالیزور برای فرگشت زیست تابی عمل میکنند.

این فرضیه میگوید که این آنزیم ها در اصل در اثر فرگشت آنزیم های اکیسژناز هستند(آنزیم که باعث اکسیده شدن مواد میشود و مولکول o2 به مواد ترکیب میکند). وقتی که جد مشترک بعضی از جانوران به آبهای عمیق تر و تاریک تر تغیر مکان دادند، انتخاب طبیعی واکنش های شیمیایی را گونه ای فرگشت داد که موجودات سیگنال های دیداری قوی تری برای شناسایی یکدیگر داشته باشند. فرضیه دیگری که سال ۱۹۹۸ با استفاده از ازمایشات و مدارک ثبت شده شکل گرفت ادعا داشت که دلیل فرگشت زیست تابی شیفت از آنتی اکسیده شدن به زیست تابی است که در اثر فشار مواد ROS به وجود آمده.

گونه های اکسیژن فعال (ROSها) مولکول های سمی هستند که توانایی واکنش با مولکول های حیاتی از نوع پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها و کربوهیدارات ها را داشته و سبب آسیب به آن ها می شوند. رادیکال های آزاد ترکیباتی بیولوژیکی هستند که حاوی یک یا چندین الکترون جفت نشده می باشند. بیشتر رادیکال های آزاد از اکسیژن و یا نیتروژن مشتق می شوند. بنابراین اگر رادیکال های آزاد از اکسیژن مشتق شوند به آنها ROS که مخفف Reactive oxygen species می باشد گفته می شود. وقتی که موجودات به ابهای عمیق تری نقل مکان می کنند قرار گرفتن در معرض ROS شانس کمتری دارد چون میزان کمتری ازین مواد حاصل متابولیسم در این عمق ها وارد محیط می شود.

زیست‌تابی در حشرات:حشراتی که از خود نور تولید می­کنند خیلی معدود بوده و مهم­ترین آن­ها عبارتند از بعضی از گونه­ های دم‌فنری‌ها (پادمان)، دوبالان (Diptera) و قاب‌بالان (سخت‌بالپوشان). از بین گونه­های حشراتی که تولید نور می­کنند سخت بالپوشان خانوادهٔ Lampyridae بیشتر از بقیه مورد مطالعه قرار گرفته­اند. تشعشع نور بعضی از پادمان ممکن است برای مدتی مداوم بوده و یا به صورت دوره­ ای باشد (هر ۵ تا ۱۰ ثانیه تشعشع). لارو بعضی از دوبالان نیز نورزا هستند. ان­ها معمولاً در غارها زندگی می­کنند و در آن­جا از خود دام­های تار عنکبوتی درست کرده و با تولید نور باعث جلب حشرات ریز می­شوند و بدین ترتیب آن­ها را به دام انداخته و مورد تغذیه قرار می­دهند. عضو تولید نور در این حشرات بسته به گونهٔ آن­ها متفاوت بوده و ممکن است از قسمت جلو یا انتهای شکم، یا از قسمت انتهایی لوله­ های دفعی و غیره تولید شود.

از گروه سخت بالپوشان گونه­ هایی از خانواده­های Phengodidae, Elateridae و Lampyridae تولید نور می­کنند. عضو نورزا در این حشرات نیز متفاوت است، به طوری­که در بعضی از آن­ها در قسمت­های کناری پیش قفس سینه و درر بعضی دیگر در زیر جلد انتهای ناحیه شکمی (Lampyridae) قرار دارد. در سخت بالپوشان Lampyridae عضو تولید نور از یک لایه سلول­های نورزا (Photocyte) درست شده که در زیر آن لایهٔ دیگری از سلول­های منعکس کنندهٔ نور وجود دارد. این اعضا دارای رشته­های زیادی از تراشه­ها یا لوله­های تنفسی هستند که با رشته­های عصبی در ارتباط می­باشند. نور از اکسید شدن ماده­ ای به نام لوسیفرین (Luciferin) در حضور آنزیم لوسیفریناز (Luciferinase)، اکسیژن، ATP و یون­های منیزیوم حاصل می­شود که نقش مکالماتی داشته و برای نزدیک شدن دو جنس نر و ماده به کار برده می­شود.