تنها شب تاب نيست که مي درخشد...
ناصرالدين شاه قاجار در سفر به مازندران، با کنده اي مواجه مي شود که از خود نور ساطع مي کند. مواجهه با موجودات درخشنده اما سابقه اي ديرينه دارد و در عين حال، دانش نوين مي کوشد با کشف راز و نحوه عملکرد اين درخشندگي، آن را براي اهداف گوناگون به خدمت بگيرد. "سجاد مدانلو" اين موضوع را بررسي کرده است
در "روزنامه سفر مازندران که شرح وقايع مسافت ناصرالدين شاه قاجار به مازندران در سال 1292قمري است، مي خوانيم: "جمعه، بيست و يکم رمضان در محل اتراق شد. شب هيزمي که از جنگل به جهت سوزانيدن بريده آورده بودند، مغز يکي از کنده ها مثل روشنايي مهتاب روشن بود. آن را به حضور آوردند. پوست اين چوب را که مي کنند در تاريکي مثل مهتاب روشن است، به طوري که يک کنده از آن درخت را در آلاچيق گذاشته، چراغ ها را که برداشته اند فقط به روشني نور آن چوب مي شد خوانده و نوشت بلکه روشنايي آن به طوري بود که در وقت خوابيدن چشم را مي زد و لابد چوب را از آلاچيق بيرون بردند. و اين چوب را وقتي که ريز ريز کرده به زمين مي ريزند. تمام زمين نوراني مي شود و از اهل ولايت هيچ کس اين درخت را با اين خاصيت نمي دانست."
اين که جانوران و گياهاني وجود داشته باشند که صورت هاي ديگر از انرژي را توليد کنند که تقريباً غير معمولي باشد، ساليان درازي است که اذهان دانشمندان و محققان زيست شناسي و ژنتيک را به خود مشغول کرده است. براي نمونه اين روايت به خوبي نشانگر وجود گونه بومي ناشناخته اي در منطقه مازندران است که قادر به توليد نور بوده است. امروزه محققان به خوبي مي دانند که در بعضي جانوران، سلول هايي وجود دارد که قابليت انتشار انرژي نوراني دارند. بررسي تاريخي اين پديده مي تواند به هزاران سال قبل برگردد. زماني که ارسطو در نوشته هاي خود از اين نور به عنوان "آتش سرد" (Coolfire) نام مي برد و طبيعت شناس رومي، پليني (Pliny) چوب هاي نور دهنده را در نوعي درخت زيتون ذکر مي کند. در سوره نور در قرآن کريم، مثل نور خداوند، به نور درخشنده اي همچون ستاره اي فروزان تشبيه شده که از شجره با برکت نوعي درخت زيتون منشا مي گيرد.
براي درک اين مسئله به طور کل مي دانيم که در سلول هاي موجودات زنده، فعل و انفعالات شيميايي صورت مي گيرد که اين فعل و انفعالات موجب به وجود آمدن شکل هاي مختلف انرژي مي شود. از جمله انرژي حرارتي که به وسيله آن موجودات زنده گرم مي شوند؛ انرژي مکانيکي که موجب حرکت در موجود زنده مي شود؛ انرژي الکتريکي که جريان عصبي را در تارهاي عصبي برقرار مي کند. نور را نيز مي توان يک نوع انرژي مخصوص دانست که موجب فعاليت اندام هاي داخلي مي شود.
براي فهم بيشتر، به يکي از شناخته شده ترين جانواراني که توليد نور مي کنند، يعني حشره اي به نام شب تاب اشاره مي کنيم. کرم شب تاب، در تاريکي آن چنان مي درخشد که از دور نمي دانيم آيا در جلو ما ستاره اي است يا کرم شب تاب که قادر است در زمان بسيار کوتاهي به ميزان قابل توجهي نور توليد کند. سوال اينجاست که توليد نور به وسيله اين گونه حشرات، چگونه صورت مي گيرد؟ محققان، نور را توسط يک ماده شيميايي به نام "لوسيفرين" به معني حمل کننده آتش (fire carrier) توليد مي کنند که اين ماده جالب تقريباً شبيه به کلروفيل موجود در گياهان است و همان گونه که انرژي نور توسط کلروفيل به مواد شيميايي تبديل مي شود، در اين حشرات عکس اين عمل با کمک ماده اي خاص انجام مي پذيرد. اين بدين معني است که کشف وجود لوسيفرين در موجودات زنده ديگر، حاکي از احتمال قوه تابش نور در آن موجود کشف شده است و يا اين که انتقال اين ماده به موجود ديگر از هر راهي به وسيله انتقال ژن، اين قوه را احتمالاً پديد مي آرود. عنصر موثر ديگري نيز به نام "لوسيفراز" وجود دارد که در حکم يک آنزيم براي اکسيد کردن لوسيفرين، در فعل و انفعالات شيميايي نقش مهمي ايفا مي کند. اين دو عنصر شيميايي در قسمت دمي حشره شب تاب جاي دارند. لوسيفرين در ترکيب با اکسيژن از خود نور ساطع مي کند و لوسيفراز بر روي اين واکنش تاثير دارد.
البته بايد اضافه کرد که برخلاف نور توليد شده در لامپ ها و يا شمع ها، نوري که توسط اين گونه جانداران توليد مي شود هيچ گونه گرمايي را به همراه ندارد. در حقيقت اين گونه موجودات، قادر به انجام کارهايي هستند که ما از انجام آن عاجز هستيم. آنها نور را توليد مي کنند بدون آن که ذره اي از انرژي لازم و مصرف شده را به گرما تبديل کنند. چنين شيوه توليد نوري را "ساطع کردن نور توسط موجود زنده" (Bio ـ luminescence ) مي نامند.
مثال ديگر در مورد بعضي از انواع قارچ هاي استوايي است که قادر به توليد نور هستند و جالب اينکه اين نور به اندازه اي بسيار زياد توسط آنها توليد مي شود. در طول جنگ جهاني دوم، تعدادي از سربازان از نور اين قارچ ها استفاده مي کردند. آنها اين گونه قارچ هاي نوراني را در تاريکي شب به همراه خودشان داشتند و از آن براي روشن شدن و پيدا کردن مسير استفاده مي کردند.امروزه کشف شده است که مهم ترين عامل محيطي براي قارچ هاي نور دهنده، تامين غذا در کنار آب، اکسيژن و حرارت است. به عبارت روشن تر، يک چنين واکنشي در نتيجه افت ناگهاني يک مولکول پر انرژي به سطح پايين تر روي مي دهد. تفاوت سطح انرژي در اين مولکول، يک فوتون از نوري است که به بيرون هدايت شده است.
ساختمان اندام هاي درخشنده در موجودات مختلف از نظر کلي يکسان است، اما اين ساختمان در بعضي ساده و در دسته اي پيچيده است. موجودات "ساطع کننده نور" هدف تحقيقاتي بسياري از محققان هستند. سيستم هاي "لوسيفراز" به طور گسترده اي در مهندسي ژنتيک به عنوان "ژن هاي گزارشگر" کاربرد دارد. بعضي از کاربردهاي ارائه شده در مهندسي ژنتيک عبارتند از:
ـ ايجاد درختان تابناک و نوراني در امتداد بزرگراه ها به منظور صرفه جويي در هزينه مصرف برق.
ـ محصولات کشاورزي و گياهان شناخته شده اي که به هنگام نياز به آبياري، از خود نور ساطع کنند.
ـ يافتن روش هاي جديد براي تشخيص آلودگي هاي باکتريايي حاصل از گوشت و ديگر غذاها.
ـ ساختن يک شناسايي کننده زيستي براي شناسايي مجرمان فراري و يا بيماران رواني.
ـ تشخيص انواع باکتري ها در جسدهاي مشکوک توسط پليس.
ـ حيوانات اهلي جديدي که از خود نور ساطع مي کنند همانند خرگوش يا ماهي.
نور يکي از امکاناتي است که موجود زنده در طبيعت غني به آن نياز دارد و جانوران درخشنده بدين ترتيب در زندگي موجودات ديگر نقش مهمي ايفا مي کنند.بسياري از تک سلولي هاي ميکروسکوپي گياهي و جانوري که در تاريکي زندگي مي کنند هم مي درخشند؛ که البته دانشمندان تاکنون نتوانسته علت بسياري از اين درخشش ها را بفهمند و اين مسئله هنوز به صورت يک راز باقي مانده که چراگونه هاي خاصي مي درخشند؟
از آنجا که هر موجودي که قابليت ساطع کردن نور را دارد، از نظر طول موج، مدت، زمان دوام و ترتيب تنظيم نورافشاني در نوع خود بي نظير است، کشف احتمالي گونه بومي ارزشمندي که در سفرنامه ذکر شده، اگر در معرض انقراض قرار نگرفته باشد، تا چه حد مي تواند نور اميد و علاقه مندي براي کشف رازهاي طبيعت در اين زمينه از علم روز و پيشرفته بشري باشد؟
منبع :دانشمند شماره 552
در "روزنامه سفر مازندران که شرح وقايع مسافت ناصرالدين شاه قاجار به مازندران در سال 1292قمري است، مي خوانيم: "جمعه، بيست و يکم رمضان در محل اتراق شد. شب هيزمي که از جنگل به جهت سوزانيدن بريده آورده بودند، مغز يکي از کنده ها مثل روشنايي مهتاب روشن بود. آن را به حضور آوردند. پوست اين چوب را که مي کنند در تاريکي مثل مهتاب روشن است، به طوري که يک کنده از آن درخت را در آلاچيق گذاشته، چراغ ها را که برداشته اند فقط به روشني نور آن چوب مي شد خوانده و نوشت بلکه روشنايي آن به طوري بود که در وقت خوابيدن چشم را مي زد و لابد چوب را از آلاچيق بيرون بردند. و اين چوب را وقتي که ريز ريز کرده به زمين مي ريزند. تمام زمين نوراني مي شود و از اهل ولايت هيچ کس اين درخت را با اين خاصيت نمي دانست."
اين که جانوران و گياهاني وجود داشته باشند که صورت هاي ديگر از انرژي را توليد کنند که تقريباً غير معمولي باشد، ساليان درازي است که اذهان دانشمندان و محققان زيست شناسي و ژنتيک را به خود مشغول کرده است. براي نمونه اين روايت به خوبي نشانگر وجود گونه بومي ناشناخته اي در منطقه مازندران است که قادر به توليد نور بوده است. امروزه محققان به خوبي مي دانند که در بعضي جانوران، سلول هايي وجود دارد که قابليت انتشار انرژي نوراني دارند. بررسي تاريخي اين پديده مي تواند به هزاران سال قبل برگردد. زماني که ارسطو در نوشته هاي خود از اين نور به عنوان "آتش سرد" (Coolfire) نام مي برد و طبيعت شناس رومي، پليني (Pliny) چوب هاي نور دهنده را در نوعي درخت زيتون ذکر مي کند. در سوره نور در قرآن کريم، مثل نور خداوند، به نور درخشنده اي همچون ستاره اي فروزان تشبيه شده که از شجره با برکت نوعي درخت زيتون منشا مي گيرد.
براي درک اين مسئله به طور کل مي دانيم که در سلول هاي موجودات زنده، فعل و انفعالات شيميايي صورت مي گيرد که اين فعل و انفعالات موجب به وجود آمدن شکل هاي مختلف انرژي مي شود. از جمله انرژي حرارتي که به وسيله آن موجودات زنده گرم مي شوند؛ انرژي مکانيکي که موجب حرکت در موجود زنده مي شود؛ انرژي الکتريکي که جريان عصبي را در تارهاي عصبي برقرار مي کند. نور را نيز مي توان يک نوع انرژي مخصوص دانست که موجب فعاليت اندام هاي داخلي مي شود.
براي فهم بيشتر، به يکي از شناخته شده ترين جانواراني که توليد نور مي کنند، يعني حشره اي به نام شب تاب اشاره مي کنيم. کرم شب تاب، در تاريکي آن چنان مي درخشد که از دور نمي دانيم آيا در جلو ما ستاره اي است يا کرم شب تاب که قادر است در زمان بسيار کوتاهي به ميزان قابل توجهي نور توليد کند. سوال اينجاست که توليد نور به وسيله اين گونه حشرات، چگونه صورت مي گيرد؟ محققان، نور را توسط يک ماده شيميايي به نام "لوسيفرين" به معني حمل کننده آتش (fire carrier) توليد مي کنند که اين ماده جالب تقريباً شبيه به کلروفيل موجود در گياهان است و همان گونه که انرژي نور توسط کلروفيل به مواد شيميايي تبديل مي شود، در اين حشرات عکس اين عمل با کمک ماده اي خاص انجام مي پذيرد. اين بدين معني است که کشف وجود لوسيفرين در موجودات زنده ديگر، حاکي از احتمال قوه تابش نور در آن موجود کشف شده است و يا اين که انتقال اين ماده به موجود ديگر از هر راهي به وسيله انتقال ژن، اين قوه را احتمالاً پديد مي آرود. عنصر موثر ديگري نيز به نام "لوسيفراز" وجود دارد که در حکم يک آنزيم براي اکسيد کردن لوسيفرين، در فعل و انفعالات شيميايي نقش مهمي ايفا مي کند. اين دو عنصر شيميايي در قسمت دمي حشره شب تاب جاي دارند. لوسيفرين در ترکيب با اکسيژن از خود نور ساطع مي کند و لوسيفراز بر روي اين واکنش تاثير دارد.
البته بايد اضافه کرد که برخلاف نور توليد شده در لامپ ها و يا شمع ها، نوري که توسط اين گونه جانداران توليد مي شود هيچ گونه گرمايي را به همراه ندارد. در حقيقت اين گونه موجودات، قادر به انجام کارهايي هستند که ما از انجام آن عاجز هستيم. آنها نور را توليد مي کنند بدون آن که ذره اي از انرژي لازم و مصرف شده را به گرما تبديل کنند. چنين شيوه توليد نوري را "ساطع کردن نور توسط موجود زنده" (Bio ـ luminescence ) مي نامند.
مثال ديگر در مورد بعضي از انواع قارچ هاي استوايي است که قادر به توليد نور هستند و جالب اينکه اين نور به اندازه اي بسيار زياد توسط آنها توليد مي شود. در طول جنگ جهاني دوم، تعدادي از سربازان از نور اين قارچ ها استفاده مي کردند. آنها اين گونه قارچ هاي نوراني را در تاريکي شب به همراه خودشان داشتند و از آن براي روشن شدن و پيدا کردن مسير استفاده مي کردند.امروزه کشف شده است که مهم ترين عامل محيطي براي قارچ هاي نور دهنده، تامين غذا در کنار آب، اکسيژن و حرارت است. به عبارت روشن تر، يک چنين واکنشي در نتيجه افت ناگهاني يک مولکول پر انرژي به سطح پايين تر روي مي دهد. تفاوت سطح انرژي در اين مولکول، يک فوتون از نوري است که به بيرون هدايت شده است.
ساختمان اندام هاي درخشنده در موجودات مختلف از نظر کلي يکسان است، اما اين ساختمان در بعضي ساده و در دسته اي پيچيده است. موجودات "ساطع کننده نور" هدف تحقيقاتي بسياري از محققان هستند. سيستم هاي "لوسيفراز" به طور گسترده اي در مهندسي ژنتيک به عنوان "ژن هاي گزارشگر" کاربرد دارد. بعضي از کاربردهاي ارائه شده در مهندسي ژنتيک عبارتند از:
ـ ايجاد درختان تابناک و نوراني در امتداد بزرگراه ها به منظور صرفه جويي در هزينه مصرف برق.
ـ محصولات کشاورزي و گياهان شناخته شده اي که به هنگام نياز به آبياري، از خود نور ساطع کنند.
ـ يافتن روش هاي جديد براي تشخيص آلودگي هاي باکتريايي حاصل از گوشت و ديگر غذاها.
ـ ساختن يک شناسايي کننده زيستي براي شناسايي مجرمان فراري و يا بيماران رواني.
ـ تشخيص انواع باکتري ها در جسدهاي مشکوک توسط پليس.
ـ حيوانات اهلي جديدي که از خود نور ساطع مي کنند همانند خرگوش يا ماهي.
نور يکي از امکاناتي است که موجود زنده در طبيعت غني به آن نياز دارد و جانوران درخشنده بدين ترتيب در زندگي موجودات ديگر نقش مهمي ايفا مي کنند.بسياري از تک سلولي هاي ميکروسکوپي گياهي و جانوري که در تاريکي زندگي مي کنند هم مي درخشند؛ که البته دانشمندان تاکنون نتوانسته علت بسياري از اين درخشش ها را بفهمند و اين مسئله هنوز به صورت يک راز باقي مانده که چراگونه هاي خاصي مي درخشند؟
از آنجا که هر موجودي که قابليت ساطع کردن نور را دارد، از نظر طول موج، مدت، زمان دوام و ترتيب تنظيم نورافشاني در نوع خود بي نظير است، کشف احتمالي گونه بومي ارزشمندي که در سفرنامه ذکر شده، اگر در معرض انقراض قرار نگرفته باشد، تا چه حد مي تواند نور اميد و علاقه مندي براي کشف رازهاي طبيعت در اين زمينه از علم روز و پيشرفته بشري باشد؟
منبع :دانشمند شماره 552
