– सायली सारोळकर
सजीवांद्वारे होणारी प्रकाशाची निर्मिती आणि त्याचे उत्सर्जन म्हणजे बायोल्युमिनसन्स. यालाच मराठीत जीवदीप्ती असे म्हणतात. काजवे हे जीवदीप्तीचे एक उदाहरण! त्याशिवाय इतर अनेक जीवांमध्ये प्रकाशाची निर्मिती आणि उत्सर्जनाचा हा अविष्कार दिसून येतो. कित्येक समुद्रकिनाऱ्यांवर रात्रीच्या वेळी लाटा चमकताना दिसतात. पावसाळ्यात पश्चिम घाटात काही झाडांची कुजलेली लाकडे अंधारात चमकताना दिसतात. ही चमक असते, ‘मायसेना जीनस’ या बुरशीची. भीमाशंकरच्या जंगलात ही बुरशी मोठ्या प्रमाणात आढळते. कुजलेल्या लाकडांवर ही बुरशी वाढते आणि त्यातून हिरव्या रंगाचा प्रकाश उत्सर्जित होतो. शिवाजी महाराजांच्या काळात या अविष्काराचा उपयोग रस्ते शोधण्यासाठी केला जात असे, अशी नोंद आहे.
काही जीवाणू, सागरी मासे, कवके, जेलिफिश अशा अनेक जीवांमध्ये हा अविष्कार बघायला मिळतो. याचे कारण म्हणजे या सजीवांच्या शरीरातील पेशींमध्ये घडणारी एक रासायनिक प्रक्रिया. या जीवांच्या पेशींमध्ये ल्युसिफेरीन आणि ल्युसिफरेज नावाचे एंझाइम अर्थात विकर तयार होते. या ल्युसिफेरीनचा ऑक्सिजनसोबत संपर्क आला की, त्यांच्यातील प्रक्रियेतून ऊर्जा निर्माण होते आणि ही ऊर्जा प्रकाशाच्या माध्यमातून बाहेर पडते. या प्रक्रियेत ल्युसिफरेज उत्प्रेरक म्हणजे कॅटालिस्ट म्हणून काम करते.
या प्रक्रियेतून वेगवेगळ्या जीवांमध्ये वेगवेगळ्या रंगाचा प्रकाश उत्सर्जित होतो. लाल, हिरवा, पिवळा, निळा अशा अनेक रंगांमध्ये निसर्गाचा हा आविष्कार बघायला मिळतो. या रंगांची तरंगलांबी (wavelength) देखील वेगवेगळी असते.
प्रकाश निर्मितीच्या मागचा उद्देश
वेगवेगळ्या जीवांमध्ये प्रकाश निर्मितीची कारणे वेगवेगळी आहेत. म्हाकूळ अर्थात स्क्विड हे प्राणी स्वतःच्या संरक्षणासाठी त्याचा वापर करतात. आपल्या भक्षकापासून सुटका करण्यासाठी आणि पळून जाण्यासाठी म्हाकूळ एक प्रकाश निर्मिती करणारे रसायन शरीरातून बाहेर टाकतात. त्यामुळे पाण्यात रंगीत धुराचा एक लोट तयार होतो, त्याने शत्रू गोंधळतो आणि त्यांना पळून जाण्यासाठी मदत होते. काही स्क्वीड्स हे शत्रूला गोंधळात टाकण्यासाठी आपल्या अनेक रंगीत प्रकाशमान हातांपैकी एक हात तोडून पळून जातात. हवाइयन जातीचा एक स्क्विड मासा या गुणाचा उपयोग स्वतःला अदृश्य ठेवण्यासाठी करतो. या माशाच्या अंगात जीवदीप्ती उत्पन्न करणारे बॅक्टेरिया असतात. रात्रीच्या वेळी चंद्राच्या प्रकाशामुळे तयार होणारी सावली या माशाच्या अंगातून बाहेर पडणाऱ्या प्रकाशामुळे अदृश्य होते आणि त्यांचा भक्षकांपासून बचाव होतो.
काजव्याच्या काही प्रजातींमध्ये प्रकाशनिर्मिती करणारी रसायने विषारी देखील असतात. त्यामुळे त्यांचे भक्षक त्यांच्या जवळ जाऊ शकत नाहीत. याशिवाय काजव्यांमध्ये या अविष्काराचा वापर प्रजननासाठी देखील होतो. काजव्याचा नर आणि मादी प्रजननासाठी एकत्र येण्यापूर्वी प्रकाश उत्सर्जित करतात. खोल समुद्रात राहणारे काही जीव शत्रूपासून लपण्यासाठी निळसर रंगाचा प्रकाश उत्सर्जित करतात. हॅचेट माशांमध्ये रंगीत प्रकाश निर्माण करणारे अवयव असतात. ते निळसर रंगाचा प्रकाश उत्सर्जित करतात. हा रंग वरून येणाऱ्या दिवसाच्या उजेडासारखा दिसतो त्यामुळे शत्रूपासून लपण्यासाठी त्यांना मदत होते.
खोल पाण्यातील काही प्राणी अन्न शोधण्यासाठी देखील जीवदीप्तीचा वापर करतात. अँग्लर मासा आपल्या भक्ष्याला आकर्षित करण्यासाठी प्रकाश उत्सर्जित करतो. अलिव्हिब्रियो फिशेरी (Aliivibrio fischeri), फोटोबॅक्टेरियम फॉस्फोरियम (Photobacterium phosphorium) असे अनेक जिवाणूदेखील बायोल्युमिनसन्स दाखवतात. यापैकी फोटोबॅक्टेरियम फॉस्फोरियम या जिवाणूचा उपयोग पाण्याची गुणवत्ता तपासण्यासाठी देखील होतो.
जीवदीप्तीचा वैद्यकीय क्षेत्रात वापर
जीवदीप्ती या अविष्काराचा जैवतंत्रज्ञान आणि वैद्यकीय क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापर करण्यात येतो. Bioluminescent Imaging हे तंत्रज्ञान त्याचाच वापर करून तयार करण्यात आले आहे. संशोधनात, औषध निर्मितीमध्ये देखील बायोल्युमिनसन्सचा वापर करण्यात येतो. ॲक्वारिया व्हिक्टोरिया (Aequorea Victoria) या जेलीफिशमध्ये एका विशिष्ट प्रकारच्या जीवदीप्तीचा शोध लागला. ओसामू शीमोमुरा यांनी त्यातील ग्रीन फ्लोरोसंट प्रोटीन (GFP) चा शोध लावला. काही जेलीफिश निळसर रंगाचा प्रकाश उत्सर्जित करतात. त्याचा वापर ते स्वतःच्या रक्षणासाठी करतात. नंतर एका प्रथिनांच्या साहाय्याने निळसर रंगाच्या प्रकाशाचे हिरवा प्रकाशात रूपांतर होते. हे प्रथिनं म्हणजेच
ग्रीन फ्लोरोसंट प्रोटीन. मार्टिन चेलफी यांनी या प्रथिनांचे जनुक सीनोऱ्हॅब्डिटिस एलिगन्स या कृमींच्या गुणसूत्रात समाविष्ट करून बघितले. त्यांच्या अपेक्षेनुसार या कृमींमधून UV किरणांच्या प्रकाशात हिरवा रंग उत्सर्जित होताना दिसून आला. हे संशोधनामुळे प्रथिनांचे कार्य शोधण्यासाठी एक नवीन तंत्रज्ञान विकसित झाले. रॉजर त्सीएन यांनी हरित प्रतिदीप्त प्रथिनाच्या संरचनेचा अभ्यास करून वेगवेगळ्या रंगांची प्रतिदीप्ती असणारी प्रथिने निर्माण केली. त्यांचा उपयोग एरवी अदृश्य असलेल्या जीवरासायनिक क्रिया तसेच निरनिराळ्या पेशींचे कार्य यांच्या संशोधनासाठी झाला. हरित प्रतिदीप्त प्रथिनाचे संशोधन आणि विकसन याकरिता रॉजर त्सीएन, ओसामू शिमोमुरा व मार्टिन चेल्फी यांना २००८ मधील रसायनशास्त्र विषयातील नोबेल पारितोषिक विभागून देण्यात आले.
याव्यतिरिक्त कर्करोगासारख्या आजारांवर जीवदीप्तीच्या अंगाने संशोधन सुरु आहे. औषध निर्मितीच्या क्षेत्रातदेखील जीवदीप्ती या प्रक्रियेचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होत आहे. याशिवाय अनेक जिवाणूजन्य आजारांच्या निदानासाठी या अविष्काराचा उपयोग मोठ्या प्रमाणात केला जातो. निसर्गाचा हा नेत्रदीपक अविष्कार बघण्यासाठी मात्र पाऊस आणि हवेत योग्य प्रमाणात आर्द्रता आवश्यक असते. महाराष्ट्रात भीमाशंकर अभयारण्य परिसर, कोकणातील काही समुद्र किनारे, गोव्यातील म्हादई अभयारण्य अशा ठिकाणी ही घटना बघायला मिळू शकते.
———–