بایگانی “چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود”

چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟|مدرسه يار

چهارشنبه, ۷ بهمن, ۱۳۹۴

چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟

درخشندگی کرم شب‌تاب به دلیل حضور اکسیژن و وقوع واکنش اکسید شدگی در اندام‌های این حشره است. دانشمندان توسط تصویربرداری اشعه‌ی ایکس و همچنین میکروسکوپی اندام‌ها با قدرت تفکیک ۲۰ نانومتر به بررسی چگونگی آن پرداخته‌اند.

کرم شب‌تاب برای جفت‌گیری و برقراری ارتباط به تولید نور چشمک‌زن می‌پردازد. این کار توسط یک فرآیند شیمیایی شناخته شده صورت می‌گیرد که در آن در حضور اکسیژن، آنزیمی بر روی ترکیبِ لوسیفرین (Luciferin) عمل می‌کند (لوسیفرین عنوان لاتین “مبشر نور” است). این کار باعث می‌شود واکنش اکسید شدگی رخ دهد که خود با انتشار نور همراه است. تعیین مکانیزمی که در آن اکسیژن به صورت منظم تهیه می‌شود، دشوار است. زیرا شبکه‌ی نای مانندی که گاز را به اندام‌هایی که نور را منتشر می‌کنند )photocites) می‌برد، ابعاد کوچکی از مرتبه‌ی ۱۰۰ نانومتر دارد. این ابعاد از توان تفکیک اغلب میکروسکوپ‌ها کوچک‌تر است. اکنون ییکانگ هوو و همکارانش در تایوان از روش‌های میکروسکوپی و توموگرافی با قدرت تفکیک ۲۰ نانومتر برای تصویر کردن اندام‌های حشرات و به‌دست آوردن شار اکسیژن حدودی که برای مکانیسم مورد نظر لازم است، استفاده کرده‌اند.

محققان آزمایش‌های خود را به‌گونه‌ای طراحی کرده‌اند که بتوانند توسط آن‌ها دو فرضیه اصلی برای مکانیزم تهیه اکسیژن را محک بزنند. فرضیه‌ی اول حول تولید گاز اکسید نیتریک (NO) درون اندام‌هایی که نور را منتشر می‌کنند، می‌چرخد. قبل از هر درخشش، گاز به درون میتوکندری (اندامکی که توسط اکسیژن تغذیه می‌شود و تولید انرژی درون سلول را کنترل می‌کند) رسوخ کرده و فعالیت آن را متوقف می‌سازد و در نتیجه اکسیژن اضافی برای پدیده‌ی شب‌تابی باقی می‌ماند. فرضیه‌ی دوم اینگونه مطرح می‌شود که مایع در حال گردش در شبکه‌ی نای گونه برای کنترل میزان اکسیژن کم و زیاد می‌گردد. آزمایشات محققان در سینکروتون منبع نور تایوان انجام شده است. این آزمایش‌ها دلیلی برای اثبات تئوری اول است. تصاویر ثبت شده از سیستم نای‌گونه‌ی حشرات زنده که توسط اشعه‌ی ایکس ثبت شده است، هیچ شاری را درون سیستم نای‌گونه نشان نمی‌دهند. محققان قادر هستند توسط بررسی با کیفیت بالای هندسه‌ی سیستم نای‌گونه، میزان گازی که از شبکه‌ی نای‌گونه به سمت بافت‌ها منتشر می‌شود را تخمین بزنند. نتیجه ‌ی این آزمایش‌ها مقادیری است که با فرضیه‌ی اول (گاز اکسید نیتریک) سازگار است.