بائیولومینیسنس کی وضاحت: روشنی پیدا کرنے والے حیاتیات کے پیچھے کی کیمیسٹری

جگنو جو گرمیوں کے میدانوں میں چمکتے ہیں اور سیاہ ساحل پر چمکنے والی لہریں دونوں ایک جیسے بنیادی عمل کی مثالیں ہیں: ایک حی جاندار اپنی روشنی گرمی کی بجائے کیمیسٹری کے ذریعے بناتا ہے۔ سائنسدان اس کو بائیولومینیسنس کہتے ہیں، اور یہ زمین پر حیاتیاتی روشنی پیداوار کی سب سے عام شکلوں میں سے ایک ہے۔

کیمیائی رد عمل: luciferin، luciferase اور آکسیجن

لندن کے قدرتی تاریخ میوزیم کے مطابق، بائیولومینیسنس اس وقت ہوتی ہے جب luciferin نام کا ایک مالیکیول آکسیجن کے ساتھ رد عمل کرتا ہے اور روشنی کی شکل میں توانائی خارج کرتا ہے۔ یہ رد عمل عام طور پر ایک انزائم، luciferase کی ضرورت ہوتی ہے، جو اس عمل کو تیز کرتا ہے، یا کچھ حیاتیات میں ایک متعلقہ پروٹین جسے photoprotein کہا جاتا ہے جو کیلشیم آئنوں کے ساتھ کام کرتا ہے۔

امریکی قومی سمندری اور ماحول انتظامیہ (NOAA) نوٹ کرتی ہے کہ اگرچہ ہر بائیولومینیسنٹ حیوان ایک انزائم اور سبسٹریٹ کے درمیان رد عمل پر انحصار کرتا ہے، مختلف اقسام مختلف کیمیائی امتزاج استعمال کرتی ہیں۔ NOAA کہتی ہے کہ یہ تنوع یہ بتاتا ہے کہ روشنی بنانے کی صلاحیت ایک واحد مشترک آباء سے پیدا نہیں ہوئی بلکہ بہت سی بار آزادانہ طور پر تیار ہوئی۔

روشنی کا رنگ luciferin کی درست ساخت اور اس کے ارد گرد کے پروٹینز پر منحصر ہے۔ قدرتی تاریخ میوزیم اور نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن دونوں نوٹ کرتے ہیں کہ زیادہ تر سمندری حیاتیات نیلا یا سبز رنگ میں چمکتے ہیں کیونکہ یہ طول موج سمندری پانی میں سب سے زیادہ فاصلہ تک سفر کرتے ہیں، جبکہ خشکی پر جگنو پیلی روشنی پیدا کرتے ہیں اور گہرے سمندر میں چند مچھلیاں، جیسے loosejaw dragonfish، نادر سرخ روشنی خارج کرتی ہیں جو گہرے میں دوسری حیاتیات نہیں دیکھ سکتیں۔

حیاتیات روشنی کیوں پیدا کرتی ہیں

NOAA اور قدرتی تاریخ میوزیم کے محققین بائیولومینیسنس کے استعمال کو کچھ اہم زمرہ جات میں تقسیم کرتے ہیں: کھانا تلاش کرنا، ساتھیوں کو متوجہ کرنا یا سگنل بھیجنا، اور شکاریوں سے دفاع۔ کچھ اقسام ان میں سے کئی افعال کو یکجا کرتی ہیں۔

• شکار: گہرے سمندر کی anglerfish ایک چمکتا ہوا بہانہ جسے esca کہتے ہیں اپنے منہ کے سامنے لٹکاتا ہے تاکہ پرانے شکار کو اپنی طرف کھینچے، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن کے مطابق۔
• زوج سازی: نر جگنو نوع کے مخصوص نمونے فلیش کرتے ہیں تاکہ مادہ کو سگنل دیں، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن رپورٹ کرتے ہیں۔
• دفاع: hatchetfish 'counterillumination' استعمال کرتے ہیں، اپنے نچلے حصے پر ہلکی روشنی کو اوپر سے ہلکے چمک سے ملاتے ہیں تاکہ شکاری اوپر سے ان کا سلویٹ نہ دیکھ سکیں، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن کے مطابق۔
• شکاریوں کو حیران کرنا: کچھ squid اچانک فلیش کرتے ہیں حملہ آور کو حیران کرنے کے لیے، اور vampire squid روشنی بخش slime خارج کرتا ہے روشنائی کی بجائے، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن کے مطابق۔

بائیولومینیسنس سب سے زیادہ عام کہاں ہے

NOAA کہتی ہے کہ سمندر میں 200 سے 1,000 میٹر (656 سے 3,280 فٹ) کی گہرائی میں رہنے والے 80 فیصد جانور بائیولومینیسنٹ ہیں۔ قدرتی تاریخ میوزیم ایک مختلف زون کے لیے ایک زیادہ تخمینہ دیتی ہے، کہتے ہوئے کہ سمندر کے twilight zone میں زندگی کا 90 فیصد تک کسی نہ کسی شکل میں روشنی پیدا کرتا ہے۔ خشکی پر، بائیولومینیسنس نسبتاً نادر ہے اور جگنو، کچھ glow-worms، اور تقریباً 75 قسموں کی فنجائی سے بہتر طریقے سے معلوم ہے جو ہلکی سبز روشنی خارج کرتی ہیں، قدرتی تاریخ میوزیم کے مطابق۔

NOAA کے ocean-facts صفحہ ایک کھلا سائنسی سوال اشارہ کرتا ہے: محققین نے مکمل طور پر وضاحت نہیں کی ہے کہ بائیولومینیسنس سمندری ماحول میں اتنا عام کیوں ہے لیکن بنیادی طور پر تازے پانی کی جھیلوں اور دریاؤں میں غیر موجود ہے، اور نہ ہی وہ بالکل درست کر سکے ہیں کہ یہ صفت کتنی بار یا کیسے مختلف نسبوں میں آزادانہ طور پر تیار ہوئی۔

قابل ذکر مثالیں

جگنو اور anglerfish سے ہٹ کر، بائیولومینیسنٹ زندگی کی رینج کو واضح کرنے والے کئی دوسری صورتیں ہیں۔ Dinoflagellates — ایک خانہ والا plankton — نیلے سبز روشنی کی جھلکیاں پیدا کرتے ہیں جب لہروں یا پانی میں حرکت سے متاثر ہوتے ہیں، ایک اثر جو کبھی کبھی رات میں چمکتی سرفنگ کے طور پر نظر آتا ہے، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن کے مطابق۔ روشنی کے بڑے، مسلسل پیچ جو luminous bacteria کی کنیاں بناتے ہیں 'milky seas' کے نام سے معروف ہیں اور بعض اوقات اتنے روشن ہوتے ہیں کہ tropical waters میں سیٹلائٹ کے ذریعے معلوم ہو سکتے ہیں، نیشنل جیوگرافک ایجوکیشن نوٹ کرتے ہیں۔ کچھ اقسام، جیسے Hawaiian bobtail squid، روشنی خود نہیں بناتی بلکہ بائیولومینیسنٹ bacteria کی کنیاں، بشمول Vibrio fischeri، ایک symbiotic رشتے میں میزبان کرتی ہیں جس کی تفصیل قدرتی تاریخ میوزیم کی طرف سے دی گئی ہے۔

یہ تمام معاملات میں، بنیادی کیمسٹری ایک جیسی ہے — luciferin آکسیجن کے ساتھ رد عمل کرتا ہے، luciferase یا photoprotein کے ذریعے متحرک کیا جاتا ہے — لیکن مخصوص مالیکیولز، رنگ اور حیاتیاتی مقاصد ایک نسب سے دوسری میں مختلف ہوتے ہیں، NOAA اور قدرتی تاریخ میوزیم کے ذریعے معلوم کی گئی اس صفت کی بہت سی الگ اصلیں منعکس کرتے ہیں۔