สาหร่าย Bioluminescent: คำจำกัดความสาเหตุและความเป็นพิษ

สาหร่าย Bioluminescent เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตทางทะเลขนาดเล็กที่สามารถสร้างแสงที่ไม่มีตัวตนในที่มืด ในขณะที่ปรากฏการณ์อาจเกิดขึ้นในภูมิภาคหรือความลึกของทะเล แต่บางกรณีที่น่าทึ่งที่สุดเกิดขึ้นบนผิวน้ำเมื่อสาหร่ายเข้ามาใกล้ชายฝั่งเป็นประกายด้วยการเคลื่อนไหวของคลื่นหรือผ่านการกระแทกของเรือ

แสงเรืองแสงของสาหร่ายเป็นกลไกการป้องกันตามธรรมชาติ แสงแฟลชเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมของสาหร่ายถูกรบกวน สาหร่ายเซลล์เดียวที่เรียกว่า dinoflagellates มักจะอยู่เบื้องหลังการเรืองแสงของพื้นผิวชนิดนี้ สปีชีส์นี้มีชื่อเสียงในการสร้างบุปผาสาหร่ายแบบเรืองแสงที่แพร่หลายมากที่สุด แต่บุปผาเหล่านี้ - แม้ว่าสวยงาม - เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและอาจเป็นพิษที่เป็นอันตราย

Bioluminescence คืออะไร?

Bioluminescence เป็นแสงที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีในสิ่งมีชีวิต พบได้ในสัตว์ทะเลหลายชนิดตั้งแต่แบคทีเรียและแมงกะพรุนไปจนถึงกุ้งและปลาดาว จากการบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาพบว่า 80% ของสัตว์ที่อาศัยอยู่ระหว่าง 656 ถึง 3,280 ฟุตใต้พื้นผิวมหาสมุทรมีความเรืองแสงก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการเรืองแสงของ Bioluminescence พัฒนาสองครั้งในปลาที่มีรอยแดง แต่การวิจัยสมัยใหม่เกี่ยวกับชีวิตทางทะเลแสดงให้เห็นว่าความสามารถเกิดขึ้นได้อย่างอิสระ 27 ครั้งแยกกันอย่างน้อย 150 ล้านปีก่อน

ปฏิกิริยาทางเคมีที่รับผิดชอบต่อพลังงานแสงนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลลูซิเฟอร์นินซึ่งสร้างแสงจากร่างกายของสิ่งมีชีวิตเมื่อมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ในขณะที่มี luciferins ประเภทต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับสัตว์บางชนิดยังผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่า luciferase ที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมี

โดยทั่วไปแล้ว Bioluminescence เป็นสีน้ำเงิน แต่ยังสามารถเป็นสีเหลืองสีม่วงหรือสีแดง ในทะเลลึกมีการใช้เรืองแสงเรืองแสงเป็นข้อได้เปรียบในการช่วยให้สิ่งมีชีวิตหาอาหารช่วยในการสืบพันธุ์หรือในกรณีที่มีสาหร่ายเรืองแสงเรืองแสงทำหน้าที่เป็นการป้องกัน Bioluminescence ไม่ได้สงวนไว้สำหรับชีวิตทางทะเลไม่ว่าด้วยวิธีใดก็ตามอาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดที่ใช้การเรืองแสงเรืองแสงเพื่อเตือนผู้ล่าและดึงดูดเพื่อน

สาเหตุของการเรืองแสง

สีเรืองแสงที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีนี้เป็นผลมาจากการจัดเรียงเฉพาะของโมเลกุล luciferin Dinoflagellates ผลิตแสงสีน้ำเงินของพวกเขาโดยใช้ปฏิกิริยา luciferin-luciferase ซึ่งเกี่ยวข้องกับสารเคมีคลอโรฟิลล์ที่พบในพืช ปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์ luciferase และออกซิเจนเมื่อสาหร่ายถูกกระแทกขณะที่แขวนอยู่ในน้ำ ออกซิเจนออกซิไดซ์โมเลกุล luciferin ในขณะที่ luciferase เร่งปฏิกิริยาและปล่อยพลังงานส่วนเกินเป็นแสงโดยไม่สร้างความร้อน ความเข้มความถี่ระยะเวลาและสีของแสงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสปีชีส์

ประสบการณ์ทางใต้ของแคลิฟอร์เนีย”” เกิดจากLingulodinium polyedrumสิ่งมีชีวิตชนิดของสาหร่าย dinoflagellate ทุกสองสามปี น้ำรอบซานดิเอโกเปลี่ยนสีสนิมในระหว่างวัน แต่การเคลื่อนไหวใด ๆ ในเวลากลางคืน (ไม่ว่าจะเป็นธรรมชาติของคลื่นหรือเรือร่อน) ทำให้สาหร่ายปล่อยแสงเรืองแสงที่เป็นเอกลักษณ์

ที่เกิดขึ้นในส่วนอื่น ๆ ของโลกด้วย ทะเลสาบ Bioluminescent สามตัวในเปอร์โตริโกมีสาหร่ายที่จะขอบคุณสำหรับการเรืองแสงของพวกเขา- สถานที่บางแห่งที่รู้จักกันในสภาพที่เรืองแสงของพวกเขาไม่สามารถระบุสาหร่ายได้ว่าเป็นสาเหตุเช่นอ่าว Toyama ที่มีชื่อเสียงในญี่ปุ่น น้ำที่นี่ได้รับแสงจากสิ่งมีชีวิตฟอสฟอเรสเซนต์ที่เรียกว่าปลาหมึกหิ่งห้อยซึ่งแห่กันไปที่อ่าวในช่วงฤดูร้อนเพื่อผสมพันธุ์

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสาหร่ายเรืองแสง

เมื่อสปีชีส์ของสาหร่ายเรืองแสงเช่น dinoflagellates จะกลายเป็นที่แพร่หลายและบ่อยครั้งบุปผาสาหร่ายที่เป็นอันตรายสามารถเกิดขึ้นได้ ในระดับ 17 dinoflagellate toxin คลาสมีสองชนิดที่ผลิตโดยสายพันธุ์ bioluminescent ซึ่งหนึ่งในนั้นได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าทั้ง bioluminescence และความเป็นพิษทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการเลี้ยงสัตว์ช่วยให้สาหร่ายสามารถป้องกันผู้ล่า ที่น่าสนใจในบางสปีชีส์ทั้งสายพันธุ์ bioluminescent และ non-bioluminescent มีอยู่

สาหร่ายกล้องจุลทรรศน์ที่เพียงพอสามารถ“ บาน” เป็นแพทช์ขนาดใหญ่และหนาแน่นบนผิวน้ำ บุปผาสาหร่ายที่เป็นพิษปรากฏเป็นสีน้ำตาลแดง (ดังนั้นชื่อเล่น "กระแสน้ำแดง") ในเวลากลางวันและสีน้ำเงินประกายในเวลากลางคืน เมื่อปลาขนาดใหญ่และหอยที่ให้อาหารตัวกรองกินสาหร่ายที่เป็นพิษในระดับความเข้มข้นสูงพวกเขาสามารถส่งผ่านความเป็นพิษไปยังสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเลหรือมนุษย์เมื่อกินระดับที่เป็นอันตรายของสาหร่ายที่เป็นพิษอาจทำให้เกิดการระคายเคืองผิวหนังความเจ็บป่วยหรือแม้แต่ความตาย

ยกตัวอย่างเช่นในช่วงฤดูร้อนหมู่เกาะมัตซูของไต้หวันผลิตสาหร่ายเรืองแสงจำนวนมากที่รู้จักกันในชื่อ "น้ำตาสีน้ำเงิน" การศึกษาพบว่าบุปผาสาหร่ายที่เป็นพิษในทะเลจีนตะวันออกมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกวัน ในปี 2562 นักวิทยาศาสตร์เชื่อมต่อปรากฏการณ์น้ำตาสีน้ำเงินกับชีวิตในทะเลที่วางยาพิษในขณะที่สาหร่ายปล่อยแอมโมเนียและสารเคมีอื่น ๆ ตามที่พวกเขากิน สาหร่ายที่ทำลายล้างได้พบว่ามีระยะทาง 300 กิโลเมตรนอกชายฝั่งแนะนำว่าบุปผากำลังแพร่กระจาย นักวิจัยตั้งทฤษฎีว่าการบานถูกขับเคลื่อนโดยการก่อสร้างเขื่อนสาม Gorges ในแม่น้ำแยงซี