Կենսալուսարձակում կամ ինչու՞ են լուսարձակում կենդանի օրգանիզմները

Լուսատտիկներին հավանաբար շատերն են ծանոթ: Այս միջատների յուրահատկությունը երեկոյան ժամերին լուսարձակելու ունակությունն է, որի հիմքում կենսալուսարձակման երևույթն է, այսինքն՝ լուսարձակումը կենդանի օրգանիզմների կողմից:

                  Լուսատտիկ Photinus pyralis

Կենսալուսարձակման երևույթը բնորոշ է ոչ միայն լուսատտիկներին, այլև լայնորեն տարածված է ծովային անողնաշարավոր և ողնաշարավոր կենդանիների, ինչպես նաև սնկերի, բույսերի, միկրոօրգանիզմների շրջանում: Ծովային օրգանիզմների լուսարձակման մասին նշել են Արիստոտելը, Պլինիոս Ավագը և Չարլզ Դարվինը: Սակայն այդ երևույթը գիտականորեն սկսել են ուսումնասիրել միայն 17-րդ դարից: 

Գիտական հետազոտությունների արդյունքում պարզաբանվել են այդ երևույթի մոլեկուլային մեխանիզմները: Կենսալուսարձակումը հանդիսանում է քեմիլուսարձակման տարատեսակ, այսինքն՝ լույսն առաջանում է քիմիական ռեակցիայի արդյունքում: Այն օրգանիզմները, որոնց բնորոշ է կենսալուսարձակումը, պարունակում են հատուկ գունանյութ՝ լյուցիֆերին և ֆերմենտ՝ լյուցիֆերազ: Այդ ֆերմենտը կատալիզում է լյուցիֆերինի օքսիդացման ռեակցիան, որի ընթացքում էլ անջատվում է լույս:

Noctiluca scintillans դինոֆլագելյատների (ջրիմուռներ)

լուսարձակումը ծովափին

Հարց է առաջանում, թե ե՞րբ և ինչու՞ են լուսարձակում որոշ կենդանի օրգանիզմներ, չէ՞ որ օրգանիզմների մեծամասնությունը գոյատևում է առանց սեփական լուսարձակման: Այնուամենայնիվ, կան այնպիսի օրգանիզմներ, որոնք անընդհատ են լուսարձակում (օրինակ՝ որոշ բակտերիաներ): Որոշ օրգանիզմների կենսալուսարձակումն էլ կապված է կենսաբանական ռիթմերի և նրանց կենսագործունեության առանձնահատկությունների հետ:

Կենսալուսարձակման երևույթը կարևոր կենսաբանական նշանակություն ունի:

Որոշ կաղամարների և խեցգետնակերպերի համար այն պաշտպանական դեր է կատարում: Այս օրգանիզմներն ունեն լուսարձակող քիմիական խառնուրդներ կամ բակտերիալ սուսպենզիաներ, որոնք օգտագործում են գիշատիչներից պաշտպանվելու համար այնպես, ինչպես շատ կաղամարներ օգտագործում են իրենց թանաքանման նյութը: Նրանք էլ լուսարձակող նյութի "ամպ" են առաջացնում, որը վախեցնում կամ շեղում է գիշատչին, մինչ այդ կենդանին կարողանում է փախչել: Կան մեդուզաներ, օձապոչեր և մի շարք այլ օրգանիզմներ, որոնց դեպքում կենսալուսարձակումն ունի նախազգուշացնող կամ սպառնացող նշանակություն իրենց գիշատիչների համար: 

  

Panellus stipticus լուսարձակող սնկեր

Լուսատտիկների որոշ տեսակներ կենսալուսարձակման միջոցով գրավում են հակառակ սեռի առանձնյակներին, որոշ տեսակներ էլ իրենց լուսարձակմամբ նմանվում են այլ տեսակների և նրանց առանձնյակներին գրավում են որպես սնունդ օգտագործելու  նպատակով: Լուսարձակող սնկերը հանդիպում են հիմնականում մութ անտառներում: Կենսալուսարձակման շնորհիվ նրանք գրավում են միջատներին, կենդանիներին, որոնց միջոցով էլ տարածվում են այդ սնկերի սպորները:

Vibrio harveyi լուսարձակող բակտերիաներ

Լուսարձակող բակտերիաները խորջրյա ձկների հետ ձևավորվում են մուտուալիստական կապեր: Այդ բակտերիաները կուտակվում են ձկների օրգանիզմում՝ որոշակի հյուսվածքում, կազմավորելով լուսարձակող օրգաններ: 

Ինչպես կենսաբանական շատ երևույթներ, այնպես էլ կենսալուսարձակումն իր կիրառությունն է գտել մի շարք ոլորտներում: Կենսալուսարձակմամբ կարելի է ակտիվացնել քաղցկեղային բջիջների քայքայումը: Բացի այդ կենսաբժշկության մեջ այս երևույթն օգտագործվում է հյուսվածքների, օրգանների պատկերավորման համար:

Կենսալուսարձակման համար պատասխանատու գեներն օգտագործվում են գենային ինժեներիայում: Այդ գեները ներկառուցվել են Arabidopsis thaliana բույսի բջջի գենոմում և գենետիկական ձևափոխման արդյունքում ստացվել է բույս, որը կարող է լուսարձակել 1 օր: Լույսը պայծառ չէ, սակայն նման լուսատու բույսերը լույսի այլընտրանքային աղբյուրներ են, որոնք կարող են փոխարինել էլեկտրական լուսարձակմանը: 

Կենդանի օրգանիզմների լուսարձակման երևույթի առանձնահատկությունները դեռևս ամբողջությամբ բացահայտված չեն, սակայն հետագա ուսումնասիրությունները կնպաստեն կենսալուսարձակման երևույթի կիրառման ոլորտների ընդլայնմանը: