الكائنات البحرية المضيئة

إعداد/ محمد شهاب

يصدر عن جميع الكائنات الحية ضوء إلا أننا لا نراه ؛ لأنه أشعة تحت حمراء. إلا أن بعض الكائنات تصدر ضوءاً يمكننا رؤيته. ويعرف هذا النوع من المخلوقات بالأحياء المضيئة المتألقة، إلا أن هذه المخلوقات لا تستخدم الكهرباء لإصدار الضوء، فهي تستخدم المواد الكيماوية الموجودة داخل خلايا أجسامها، وينتج منها الضوء عندما تحدث تغيرات في تلك المواد الكيماوية. بعض الحيوانات في أعماق البحار لديها القدرة على خلق الضوء فأعضائهم ينبعث منها ضوء ينطوي على تلألؤ بيولوجي – كيميائي. ولها وميض ضوء مثير للإعجاب من شأنه أن ينافس بالتأكيد شوارع لاس فيغاس. على سبيل المثال الحبار، والنجوم الهشة، خيار البحر، وسمك الأفعى هي بعض من الأسماك في أعماق البحار التي يمكن أن يساعدهم هذا النوع من الإضاءة في إطعام أنفسهم. فحبار اليراع يستخدم الضوء لجذب فرائسها. بواسطة تردد من الضوء الوامض، لجذب الأسماك الصغيرة والانقضاض عليها بمخالبها القوية. اما سمك البلطة - فلديهم عيون أنبوبية كبيرة لكي تمكنهم من البحث عن الغذاء. فعيونهم حساسة للغاية للضوء ولها قدرة غير عادية على تمييز الظلال في إضاءة خافتة بدرجة متطرفة. واسماك النجوم الهشة- تتغذى على المواد المتحللة، المخلفات، العوالق، والمحار، وهلم جرا. وهم يلتفون بأنفسهم حول الفريسة ويتغذون على المخاط الخاص بهم. وليس لديهم فم كبير أو مريء. لذلك يتناولون الطعام مباشرة في بطونهم. وهي تنتج الضوء من خلال موجات خضراء أو زرقاء. هذا الضوء هو في الغالب كاشف للحيوانات المفترسة.

للمصابيح الضوئية" العديد من الوظائف والفوائد... فالأسماك المضيئة تستخدم "أضواءها" لترى بها الأشياء في ظلمات الأعماق؛ فيستعمل هذا الضوء ككشافات تسلط على الطحالب والكائنات الدقيقة، والتي تتغذى عليها العديد من أسماك الأعماق... كما تشكل "أنماطًا" مميزة يتعرف بواسطتها أفراد النوع الواحد، فتستخدم الضوء "كلغة إشارة وتواصل خاصة" بين أفراد النوع دون غيره، ولكي يتجنب أفراد النوع افتراس بعضه البعض، كما تعتبر وسائل لاجتذاب الفرائس أو للدفاع وتخويف باقي الأعداء... ولا شك أنها أيضًا، تفيد كشفرات بين الذكور والإناث لأغراض التزاوج.

البحر المحترق:

على مدى قرون و البحارة في المحيط الهندي و تحديدا قبالة السواحل الصومالية يروون القصص عن بحر يتوهج و يصدر ضوءا ذو لون أبيض خافت في الليل في ظاهرة استعصت عن التفسير لأكثر من 400 عام تعرف باسم Milky Sea “البحر الحليبي” أو في بعض الترجمات “البحر المحترق”. يقول احد العلماء من معهد خليج مونتيري للبحوث المائية (Monterey Bay Aquarium Research Institute) أن اللون في الواقع هو أزرق و لكننا نراه أبيضا لأن المجسات المسؤولة عن الرؤية الليلة في أعيننا لا تميز الألوان،.

و بفضل صور أقمار صناعية تعود إلى عام 1995، قام العلماء بالتوصل إلى أن مساحة البحر المتوهج بلغت 15.400 كيلو متر مربع بطول 250 كلم و قد استمر التوهج لثلاث ليال متتالية كما تظهر الصور الأولى والأخيرة في هذا الموضوع وهي على حسب موسوعة جينيس للأرقام القياسية أكبر نقطة متوهجه في العالم يمكن رؤيتها من الفضاء. أما عن عدد البكتيريا الموجودة في البحر و المسؤولة عن هذه الظاهرة، يقول أحد العلماء أنه مساو لعدد حبات الرمال في طبقة من التراب بسمك 5 سنتيمترات تغطي مساحة الكرة الأرضية كاملة، وسبب تجمع البكتيريا بهذه الأعداد في هذه الظاهرة النادرة هو محاولة لجذب الأسماك و بالتالي الدخول الى جوفها و العيش هناك.

التطبيقات الطبية لظاهرة الاضاءة الحيوية:

1-تتمثل أحذ التطبيقات الأكثر شيوعا للإضاءة الحيوية في الكشف المبكر عن الأخماج البكتيرية( التهاب بكتيري في الدم، قد يشمل الخمج عدة كائنات حية في نفس الوقت) حيث تضاف المواد الكيميائية المستخلصة من ذيول الحباحب (نوع من الحشرات كالذباب تطير في الهواء و يضىء ذنبه).إلى عينة من بول المريض وإذا بدأت العينة بالتوهج فإن ذلك يدل على وجود خمج بكتيري.

2-اختبار مستويات مواد كيميائية محددة. وعندها تتحد المضادات الحيوية والمبيدات الحشرية والملوثات الكيميائية مع البكتريا الملائمة فإنها سوف تتسبب في إخفات ضوء المخلوق. ويخبرنا مستوى تدني حدة الضوء عن سرعة وحسن أداء المواد الكيميائية وبمعنى آخر مدى سميتها .

3-اختبار مستوى أداء خلايا الجسم باستخدام بروتين مولد للضوء يسمى أيكورين مستخرج من السمك اللامي. وقع الاختيار على الأيكورين لأنه يتألق بوجود شوارد الكالسيوم التي تعتبر أساسية لكثير من استجابات الجسم البشري ودون الكالسيوم لا تتمكن العضلات والأعصاب من العمل على أكمل وجه. يحقن الأيكورين في الخلايا ويقاس الضوء الصادر، والذي يوفر مقياسا دقيقا لارتفاع مستوى شوارد الكالسيوم في الخلايا .
4-تستخدم الإضاءة الحيوية البكتيرية لقياس جرعة الإشعاع التي سوف تتمكن من تدمير الأورام السرطانية بشكل آمن وفعال. قد تختلف نفس الجرعة المولدة من نوعين مختلفين من الإشعاع إلى حد كبير من حيث القوة وتأثيرها على مريض ما. وتبين أن مستوى الإضاءة المتبقية بعد التعرض للإشعاع يعتبر دليلا موثوقا لقوته الفعلية.

وقد أجرى "هارفي" أحد أفذاذ عصره المختصين بالكشف عن "سر الضوء الحيوي" عدة تجارب في هذا المجال،فوجد أنه لو أُعطِيتُ جزءًا واحدًا من المادة التي ينبعث منها الضوء الحيوي، ووزعته في 40 مليار جزء من ماء البحر، لاستطعت أن ترى ضوءها في هذه الكمية الهائلة من الماء، شرط وجود الإنزيم الخاص مع الأكسجين. كما يشير إلى أن لو وُزع جزء واحد من الإنزيم على 8 مليارات جزء من ماء البحر، فإنه يستطيع أن يؤكسد مادة انبعاث الضوء الموجودة في الماء، ويبعث بضوء تحس به العين البشرية. كما أن الأكسجين الداخل في هذا التفاعل، يستطيع بعث الضوء -في وجود شروط التفاعل من إنزيم ومادة كيمائية- إذا كان تركيزه جزءًا واحدًا في كل مائة مليون جزء من الماء. فلو قارنا هذا الدينامو الحي الصغير الذي يبعث بإضاءته القوية مع حجمه الضئيل مع الدينامو الضخم الذي صنعه البشر، لتبين كيف تتضاءل إمكاناتنا أمام "عطاءات" الخالق سبحانه وتعالى لمخلوقاته...عطاءات لا تعلو على دقتها دقة ولا على كفاءتها كفاءة: ?صُنْعَ اللهِ الَّذِي أَتْقَنَ كُلَّ شَيْءٍ إِنَّهُ خَبِيرٌ بِمَا تَفْعَلُونَ?(النمل:88)

ما يؤرق بعض العلماء مشكلة تتمثل في الحاجة إلى إنتاج ما يكفي من مادة الإضاءة الحيوية، ويقول العالم كينيث ويلسون وزملاؤه في معهد سكربس بمحاولة جادة لحل هذه المعضلة، إذ قاموا بإنسال Clone مورثات البكتريا المتألقة في الأي كولي E. coli وهي بكتريا ضائعة يسهل تربيتها ومعاملتها.ويقول ويلسون إذا تمكنا من الحصول على سمك نادر يمتلك آلية الإضاءة الحيوية وقمنا بإنسال تلك الخاصية في شيء مثل الخميرة التي تنمو بسرعة فعندها نستطيع إنتاج مادة كيميائية ثمينة بطريقة رخيصة.