Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
นกแก้วเรืองแสง PDF พิมพ์

   เสื้อผ้าของนักเต้นในเทคดิสโก้สามารถเรืองแสงได้   ภายใต้แสงอัลตร้าไวโอเล็ต นกแก้วก็สามารถเรืองแสงได้เช่นเดียวกัน  เพื่อใช้ในการดึงดูดเพศตรงข้าม    คลิกครับ

ความน่าอัศจรรย์...สิ่งมีชีวิตเรืองแสง



ธรรมชาติมักบรรจงสรรค์สร้างลักษณะพิเศษ ที่โดดเด่นต่างกันไปในสิ่งมีชีวิต ซึ่งมิใช่เพียงเพื่อเป็นสีสันในการมอง หากแต่เป็นเครื่องมือที่เอื้อประโยชน์ต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น

     ดังเช่น การเรืองแสง นักชีววิทยาพบว่าสิ่งมีชีวิตหลายชนิดมีการเรืองแสง เพื่อการดำรงชีพและนำไปใช้ประโยชน์ในกิจกรรมต่างๆ เช่น ใช้ในการสื่อสาร การหาอาหาร การป้องกันตัว หรือแม้กระทั่งการสืบพันธุ์


กะพริบแสง...ภารกิจสื่อรัก

สัตว์แต่ละชนิดมีการสื่อภาษารักและเกี้ยวพาราสีในรูปแบบต่างๆ กัน กบ อึ่งอ่าง ใช้เสียงร้องเป็นภาษารัก แต่หิ่งห้อยเพศผู้ใช้แสงกะพริบเป็นสัญญาณบอกตัวเมียให้รู้ว่าพร้อมแล้วสำหรับการสืบพันธุ์

หิ่งห้อยจะใช้เวลากะพริบแสงเฉพาะยามค่ำคืนเท่านั้น โดยจะเริ่มโชว์ตัวในยามโพล้เพล้ และจะกระทำการกะพริบแสงทุก 24 ชั่วโมง เสมือนนาฬิกาชีวภาพที่คอยตั้งปลุกเวลาให้กับ 'หิ่งห้อย' ในระหว่างเกี้ยวพาราสี หิ่งห้อยตัวผู้จะพยายามบินตัวเอียง แนบขาหลังไว้กับลำตัว และหันปลายปล้องท้องเข้าหา เพื่อให้หิ่งห้อยตัวเมียมองเห็นแสงกะพริบได้ชัดเจน เมื่อตัวเมียเห็นแสงลีลาการกะพริบ (ความถี่ในการส่งสัญญาณ) จนเป็นที่พอใจแล้ว ตัวเมียจะส่งสัญญาณตอบเพื่อให้ตัวผู้รับรู้ว่ามันก็พร้อมเช่นกันและสามารถบินไปหาได้ถูก เพื่อทำการจับคู่ผสมพันธุ์

ทั้งนี้จากการศึกษาในโครงการวิจัย 'ชีววิทยาพื้นฐาน วงจรชีวิต พฤติกรรมการผสมพันธุ์ ตลอดจนผลกระทบของแสงไฟต่อพฤติกรรมการผสมพันธุ์ของหิ่งห้อย' ของ อัญชนา ท่านเจริญ นักศึกษาโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พบว่า รูปแบบสัญญาณการกะพริบแสงของหิ่งห้อย ทั้งในแง่ของ สี ขนาด ความสว่าง จังหวะการกะพริบ ความสูงในการบิน ท่วงท่าการบิน ตลอดจนเวลาที่เริ่มกะพริบแสง จะมีลักษณะที่จำเพาะแตกต่างกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการป้องกันการผสมข้ามสายพันธุ์


แสงวาบ...ล่อเหยื่อ

ในห้วงทะเลลึกแสงอาทิตย์ส่องลงมาไม่ถึง ทะเลส่วนนี้จึงมืดสนิทและปราศจากแสงโดยสิ้นเชิง สัตว์ที่หากินอยู่ในทะเลลึกระดับนี้จำเป็นที่จะต้องมีอวัยวะที่สามารถเปล่งแสงเพื่อความอยู่รอด ปลา Anglerfish เป็นปลาที่อาศัยในน้ำลึกมากกว่า 200 เมตร หรือที่ที่แสงส่องไม่ถึง ได้ดัดแปลงครีบหลังอันแรกเป็นกระเปาะเพื่อเก็บแบคทีเรีย Vibrio fischeri ไว้ใช้ในการเรืองแสง โดยจะมีการกระตุ้นให้แบคทีเรียดังกล่าวให้มีการเรืองแสง พร้อมทั้งกระดิกไปมาเหมือนเบ็ดตกปลาเพื่อใช้ในการล่อเหยื่อให้มาติดกับดัก เพื่อเป็นอาหาร

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าปลา Anglerfish ยังสามารถใช้การเรืองแสงในการติดต่อสื่อสารกับปลาตัวอื่นๆ ซึ่งลักษณะของการส่ายไปมานั้นจะมีรูปแบบที่เฉพาะที่จะบ่งบอกถึงจุดประสงค์ในการสื่อสาร


เปล่งแสง...ป้องกันภัย

สิ่งมีชีวิตหลายชนิดใช้การเรืองแสงในการข่มเหงศัตรู หรือป้องกันภัยจากผู้ล่า โดยเมื่อศัตรูเข้ามาใกล้ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดจะเรืองแสงออกมาเพื่อให้ศัตรูที่ได้พบเห็นตกใจ เช่น แพลงตอน Noctiluca miliaris แพลงตอนพืชที่จะเรืองแสงสีฟ้าจางๆ เมื่อน้ำทะเลมีการเคลื่อนไหวอย่างรุนแรง เช่น ทะเลปั่นป่วนมีคลื่นแรง เรือแล่น ฝูงปลาขนาดใหญ่ หรือเวลาที่มีคนลงไปว่ายน้ำทะเล ทว่าเราจะเห็นการเรืองแสงเช่นนี้ได้เฉพาะเวลากลางคืนเท่านั้น ซึ่งคนส่วนใหญ่จะเรียกแพลงตอนเรืองแสงนี้ว่า 'พรายน้ำ'

นอกจากการเรืองแสงเพื่อข่มขู่ศัตรูแล้ว การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตบางชนิดก็ถือเป็นประโยชน์แก่ผู้ล่าเช่นกัน เห็ด Panellus stipticus เป็นเห็ดที่มีขนาด 1-4 เซนติเมตร พบได้ในป่าเขตอบอุ่นของทวีปยุโรป ในประเทศเยอรมนี เนเธอร์แลนด์ และไอร์แลนด์เหนือ เป็นต้น เห็ดชนิดนี้สามารถเรืองแสงได้ในสภาวะที่มีความชื้น หากทำให้แห้งก็จะไม่เรืองแสง โดยการเรืองแสงมีไว้เพื่อป้องกันการถูกกินจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เนื่องจากแสงที่ถูกปล่อยออกมาแล้ว ยังมีสารชนิดหนึ่งซึ่งเป็นพิษมีอันตราย แต่ในบางครั้งก็พบว่าสามารถนำเห็ดชนิดนี้มาใช้ในการห้ามเลือดได้ด้วย


ไขปริศนา...การกะพริบแสง

ในอดีตการหาคำตอบถึงที่มาความอัศจรรย์ของการเรืองแสงในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น หิ่งห้อย หนอน หรือแพลงตอน มักเป็นไปในรูปแบบของ นิทาน ตำนาน และความเชื่อต่างๆ ที่มีเนื้อหาแตกต่างหลากหลายไปตามวิถีชีวิต และวัฒนธรรมของแต่ละกลุ่มชน แต่เมื่อโลกผันเข้าสู่ยุควิทยาศาสตร์ การไขปริศนาเรื่องการเรืองแสงของหิ่งห้อยจึงมิใช่เพียง ตำนาน หรือความเชื่อที่ถูกเล่าขานอีกต่อไป

นักวิทยาศาสตร์พบว่า การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต เกิดจากการที่พวกมันสามารถสร้าง 'เอนไซม์' โปรตีนที่ทำหน้าที่ในการเร่งปฏิกิริยาขึ้นมาทำปฏิกิริยาทางเคมีภายในร่างกาย และปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง ยกตัวอย่างเช่น กลไกการเรืองแสงของหิ่งห้อย เกิดจากเอนไซม์ลูซิเฟอเรส (luciferase) เป็นตัวกระตุ้น ให้สารลูซิเฟอริน (luciferin) ที่มีอยู่ในอวัยวะผลิตแสง เกิดขบวนการสันดาป (oxidation) โดยอาศัยพลังงานเอทีพี (ATP adenosine triphosphate) ออกซิเจน เกลือแมกนีเซียมต่างๆ ในการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง

อย่างไรก็ดีแสงที่หิ่งห้อยปลดปล่อยออกมานี้ นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าแสงเย็น (cold light) เนื่องจากกระบวนการปลดปล่อยพลังงานความร้อนจากตัวหิ่งห้อยไม่มาก ตามปกติหลอดไฟทั่วไปเวลารับกระแสไฟฟ้าจะแปลง 90% ของพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับเป็นความร้อน และแปลงพลังงาน 10% ที่เหลือเป็นแสงสว่าง

ดังนั้นเวลาเราเปิดทิ้งนานๆ หลอดไฟจึงร้อน แต่ในกรณีหิ่งห้อยนั้นมีการเปลี่ยนแปลง 90% ของพลังงานเคมีในร่างกายเป็นแสง และพลังงาน 10% ที่เหลือเป็นพลังงานความร้อน ดังนั้นอุณหภูมิของตัวหิ่งห้อยจึงไม่สูงมากนักไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

เมื่อปริศนาการเรืองแสงในหิ่งห้อยถูกเปิดเผยขึ้น นักวิทยาศาสตร์ได้นำความรู้เรื่องการเรืองแสง มาประยุกต์ใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ มีการทดลองตัดต่อยีนเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิต ซึ่งสร้างโปรตีนที่เรืองแสงได้เองในธรรมชาติ ไปใส่ในดีเอ็นเอ (DNA) ของ แมลง ต้นไม้ ปลา เพื่อสร้าง สิ่งมีชีวิตเรืองแสงสายพันธุ์พิเศษ สำหรับติดตามสิ่งที่ต้องการศึกษาในสภาวะแวดล้อมต่างๆ

โดยขณะนี้มีการตัดต่อยีนเรืองแสงจากแมงกะพรุนหรือดอกไม้ในทะเล ไปใส่ไว้ในดีเอ็นเอ (DNA) ของปลาม้าลายได้สำเร็จ โดยปลาม้าลายจะเรืองแสงก็ต่อเมื่อมีสารพิษปะปนอยู่ในแหล่งน้ำ ซึ่งเชื่อว่าจะสามารถนำมาใช้เป็นตัวชี้วัดปริมาณสารพิษที่ปะปนอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติได้

นอกจากนี้ยังมีการนำกลไกการเรืองแสงไปใช้ศึกษากลไกพื้นฐานหลายๆ อย่างในเซลล์ รวมไปถึงนำมาประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งผิวหนัง ลำคอ และกระเพาะอาหาร โดยทดลองแทรกยีนเรืองแสงของหิ่งห้อยไปในเซลล์มะเร็งเพื่อให้เซลล์มะเร็งสามารถผลิตเอนไซม์ที่ใช้ในกระบวนการผลิตแสง นั่นคือ ลูซิเฟอเรส (luciferase) และใส่สารเคมีที่ทำให้เซลล์ไวต่อแสง ซึ่งในเซลล์ปกติสารนี้จะถูกกำจัดไปอย่างรวดเร็ว แต่ในเซลล์มะเร็งสารนี้จะคงสภาพอยู่นาน เมื่อใส่สารตั้งต้นของกระบวนการผลิตแสงหรือ ลูซิเฟอริน (luciferin) เซลล์มะเร็งจะเรืองแสง และถูกฆ่าได้อย่างง่ายดายด้วยแสงเลเซอร์ หรือ Light therapy การรักษาโดยวิธีนี้น่าสนใจมากเนื่องจากไม่มีผลข้างเคียง เหมือนการรักษาแบบใช้ยาในปัจจุบัน

แต่อย่างไรก็ตามงานวิจัยดังกล่าวยังไม่สมบูรณ์เนื่องจากสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งในห้องทดลองได้แต่ยังไม่สามารถนำมาใช้ในคน จึงต้องการระยะเวลาเพื่อศึกษาวิธีต่อไป
 

ค้นพบแบคทีเรียผลิตเอนไซม์การเรืองแสงชนิดใหม่

ด้วยความน่าสนใจในวิธีการรักษารูปแบบใหม่ ซึ่งนำกลไกทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตมาใช้ โดยไม่มีผลข้างเคียงเหมือนการรักษาเหมือนใช้ยาในปัจจุบัน มีผลให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกหันมาศึกษากันมากยิ่งเฉพาะแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในทะเลกลุ่ม 'วิบริโอ' เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการเรืองแสงได้นานและถูกนำไปประยุกต์ใช้มากที่สุด

หากแต่ว่าขณะนี้ ผลวิจัย 'การศึกษาเอนไซม์ลูซิเฟอเรสที่สกัดแยกได้จากสิ่งมีชีวิตในทะเล' ของ ชุตินธร เสือดี นักศึกษาโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก (คปก.) จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ค้นพบเอนไซม์ลูซิเฟอเรสในการเรืองแสงจากแบคทีเรีย วิบริโอ แคมเบลลิอาย เป็นแบคทีเรียชนิดใหม่ซึ่งไม่เคยมีรายงานทางวิชาการว่ามีเอนไซม์ลูซิเฟอเรสที่สามารถให้สารเรืองแสงได้มาก่อน

ที่สำคัญผลวิจัยยังพบว่าเอนไซม์ดังกล่าวสามารถเข้าจับกับสารตั้งต้นเพื่อทำปฏิกิริยาได้ดี และเร็วกว่า มีประสิทธิภาพในการให้แสงมากกว่า เอนไซม์ลูซิเฟอเรสของแบคทีเรียชนิดอื่นๆ

นับเป็นองค์ความรู้ใหม่ที่จะช่วยเพิ่มความเข้าใจในกลไกการทำงานของเอนไซม์ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ทางด้านการแพทย์ต่อไป


บทความจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)

------------------------

ที่มา  :  กรุงเทพธุรกิจ วันที่ 30 พ.ค. 49


Views: 2683

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 74 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 10048551  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!