ชุมชนบ้านมหา > ห้องสมุดบ้านมหา > คลังความรู้ > วิทยาศาสตร์

 
คำสั่งเพิ่มเติม เรียบเรียงคำตอบ
06-29-2011, 07:26 AM   #1 (permalink)
Maximum learning
ศิลปิน นักเขียน
 
 
เรืองแสงสิ่งที่มหัศจรรย์




เรืองแสงสิ่งที่มหัศจรรย์




สารคดีที่ให้ความรู้เรื่องราวเกี่ยวกับ
การเรืองแสงธรรมชาติของพืชและสัตว์



จุดประสงค์

- มีความเข้าใจว่าทำไมจึงเกิดการเรื่องแสงในธรรมชาติ
- เข้าใจประโยชน์ทั้งทางตรงและทางอ้อม ของการเรืองแสง
- มีมุมมองของความสวยงามที่ธรรมชาติสร้างขึ้นมา
- มีความตั้งใจในการอนุรักษ์ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม



1





2





3





4






สิ่งมีชีวิตหลายชนิด มีแสงออกมาจากตัวของมันเอง ตัวอย่างที่รู้จักกันดี ได้แก่ แมลงที่เรียกว่าหิ่งห้อย ในเวลาค่ำและมืดสนิท เราอาจเห็นแสงจากหิ่งห้อยเพียงตัวเดียว ได้ไกลถึงหลายเมตร ที่สวยงามมากก็คือ แสงที่มาจากฝูงหิ่งห้อย ที่เกาะอยู่ บนต้นไม้ริมน้ำ เช่น ต้นลำพู


มีนิยายเล่ากันว่า พระยาหิ่งห้อยหลงรักลูกสาวพระยาลำพู จึงยกพวกมาเป็นขบวน ประดับไฟสวยงาม เพื่อมาขอเจ้าสาว แต่ ความจริงแล้ว หิ่งห้อยทั้งตัวผู้และตัวเมียจะเปล่งแสงได้


หิ่งห้อยมักชอบเกาะต้นไม้ริมน้ำ เพราะมันจะวางไข่ตามที่ชื้นแฉะ และตัวอ่อนของมันเป็นหนอน ที่อาศัยในดินในเลน จับสัตว์เล็ก ๆ กินเป็นอาหาร เมื่อหนอนโตเต็มที่ ก็จะกลายเป็นดักแด้ ต่อมาดักแด้ฟักเป็นแมลงปีกแข็ง


บางครั้ง จะมีแสงที่ปรากฏในที่มืด และมักจะทำให้คนหวาดกลัว เช่นแสงวูบวาบตามพื้นดิน ที่สกปรกชื้นแฉะ ซึ่งคนไทยเชื่อกันว่าเป็นผีกระสือที่ออกหากินสิ่งสกปรก ในเวลาค่ำ ความจริงแล้วแสงที่เห็น เป็นแสงที่เปล่งออกมา จากจุลินทรีย์บางชนิด ซึ่งเรืองแสงได้


จุลินทรีย์เหล่านี้ เจริญอยู่ในที่สกปรก ตามซากของสิ่งมีชีวิตแต่เราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เนื่องจากจุลินทรีย์มีขนาดเล็ก จึงทำให้เข้าใจว่า ซากของสิ่งที่มีชีวิต และสิ่งสกปรกเหล่านั้นเรืองแสงได้


นอกจากเรื่องหิ่งห้อย และจุลินทรีย์ ที่พบบนบกเสมอแล้วในทะเลก็มีสัตว์หลายชนิด ที่เรืองแสงสีต่าง ๆ กัน สัตว์เหล่านี้มีหลาย ขนาด ตั้งแต่สัตว์ที่มีขนาดเล็ก จนไม่อาจเห็นได้ด้วยตาเปล่า ขึ้นมาจนถึงสัตว์ขนาดใหญ่ เช่นปลา


การเรืองแสงในสิ่งมีชีวิตนั้น ปรากฏในสัตว์กลุ่มสำคัญ ๆ แทบทุกกลุ่ม ทั้งที่อยู่ในน้ำทะเลและบนบก ตั้งแต่พวกสัตว์เซลล์เดียว ขึ้นมาถึงพวกฟองน้ำ แมลงกะพรุน ปะการัง หนอนทะเลต่าง ๆ หอย ปลาหมึก แมลงหลายชนิด จนกระทั่งถึงปลา และปรากฏในสิ่งที่มีชีวิต ชั้นต่ำ เช่น พวกเห็ด ราและบัคเตรีต่าง ๆ


สิ่งมีชีวิตกลุ่มสำคัญ ๆ ที่ยังไม่มีรายงานว่ามีผู้พบการเรืองแสง ได้แก่ พวกสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำจืด (ยกเว้นพวกบัคเตรี) และสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง กลุ่มสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน นกและสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนม


สัตว์มีชีวิตที่เรืองแสงได้แต่ละชนิดจะแสงลักษณะของการเรืองแสงแตกต่างกันออกไป เช่น สีของแสง ลวดลายของการเปล่งแสง ท ี่ตำแหน่งต่าง ๆของลำตัว และจังหวะกับช่วงเวลาในการเปล่งแสง เป็นต้น


สัตว์บางชนิดเปลี่ยนสีแสงได้ในบางเวลา การเปล่งแสงมีประโยชน์ในการล่อเพศตรงข้ามเพื่อการสืบพันธุ์ สัตว์บางชนิดก็ใช้แสงเพื่อล่อเหยื่อให้เข้ามาใกล้จะได้จับกินเป็นอาหาร นอกจากสัตว์แล้ว พืชจำพวกเห็นบางชนิดก็เรืองแสงได้เหมือนกัน


การเรืองแสงเกิดจากเซลล์ของบัคเตรีที่อาศัยอยู่เป็นประจำในส่วนต่างๆ ของสัตว์หรือพืชที่เรืองแสง บริเวณเหล่านั้นจะประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่เจริญเป็นพิเศษเพื่อให้บัคเตรีนั้น ๆ เติบโตได้


การเรืองแสงนับว่าเป็นขบวนการ ซึ่งเกิดขึ้นในระยะแรกเริ่มของสิ่งมีชีวิตในโลกเป็นวิธีการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เพื่อให้สามารถขยายพันธุ์ และให้อยู่รอดมาได้จนถึงปัจจุบัน



สิ่งมีชีวิตที่เรืองแสงได้


เราจะลองพิจารณาเปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ตามลำดับขั้นวิวัฒนาการ เริ่มจากพวกที่มีวิวัฒนาการน้อยกว่า จนถึงพวกที่มีวิวัฒนาการขั้นสูงสุด คือ ตั้งแต่สัตว์พวกเซลล์เดียวขึ้นมาถึงสัตว์ชั้นสูง


สิ่งที่มีชีวิตเซลล์เดียวสามารถเปล่งแสงสีได้ สีของแสงที่เปล่งออกมานั้นอาจเปลี่ยนได้ตามสภาพแวดล้อม เช่น นอคติลูคา (n octiluca) ชนิดต่าง ๆ ตามปกติจะเปล่งแสงสีแดงจนทำให้ผิวทะเลที่มีสิ่งมีชีวิตนี้อาศัยอยู่อย่างหนาแน่นเป็นสีแดงเต็มไปหมด แต่ในเวลากลางคืน ถ้ามีคลื่นมารบกวนมาก นอคติลูคาจะเปล่งแสงเป็นสีน้ำเงินแทนสีแดง นอกจากนี้ บัคเตรีซึ่งก็เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์ เดียวจะผลิตแสงสีน้ำเงินหรือน้ำเงินเขียว และตราบใดที่สภาพแวดล้อมเหมาะสมกับปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ของมัน แสงที่ เรืองนั้นจะต่อเนื่องกันโดยไม่หยุด


ในสัตว์พวกแมลงที่เรืองแสง หิ่งห้อยหลายชนิด เช่น โฟทูริส ไพราลิส (Photurispyralis) และ พี.เพนซิลวานิคัส (P. Pennsylvancius) เป็นแมลงที่พบ ทั่วไปทั้งในยุโรป เอเซีย และ อเมริกา มีการผลิตแสงสีเขียวเหลืองตรงปลายท้อง และมีการเปล่งแสงเป็นจังหวะ ตัวผู้ในฝูงเดียวกันจะเปล่งแสงเป็นจังหวะพร้อมกัน หิ่งห้อยต่างชนิดจะมีจังหวะแตกต่างกัน ส่วนตัวเมียปกติจะ ไม่เปล่งแสงก่อน แต่จะเปล่งแสงตอบต่อเมื่อได้รับแสงจากตัวผู้ชนิดเดียวกัน เป็นการบอกทิศทางให้ตัวผู้บินตามมา


สัตว์ทะเลกลุ่มหอยได้แก่ หอยสองกาบ โฟลาส แดคติลุส (Pholas dactylus) ซึ่งเป็นสัตว์ที่ใกล้เคียงกับหอยมาก สัตว์สองชนิดนี้เป็น ตัวอย่างของสัตว์ทะเลขนาดใหญ่ที่เรืองแสงขณะเคลื่อนไหวปรากฏเห็นได้ชัดเจน


ในสัตว์ทะเลชั้นสูงจำพวกที่มีกระดูกสันหลังนั้น การเรืองแสงปรากฏเฉพาะในพวกปลา โดยเฉพาะปลาน้ำลึก ซึ่งแต่ละชนิดมีลวดลายบริเวณเรืองแสงบนลำตัวต่างกัน ในทะเลที่แสงแดดส่องไม่ถึง มันจะจำศัตรูหรือเพื่อนชนิดเดียวได้ในที่มืดโดย ทราบจากลวดลายการเรืองแสงบนลำตัวปลาบางชนิดมีอวัยวะเรืองแสงลักษณะคล้ายคันเบ็ดที่ห้อยหัวลงมา เหนือบริเวณปาก ปลายสายเบ็ดนี้มีแสงเรืองล่อปลาขนาดเล็ก หรือสัตว์ทะเลอื่น ๆ ให้เข้ามาใกล้ ปลาที่มีการเรืองแสงตามบริเวณต่าง ๆ เหล่านี้ส่วนมากมิได้มีเซลล์ของตนเองที่ผลิตแสงได้ดังสัตว์อื่น ที่กล่าวข้างต้น การเรืองแสงเกิดจากเซลล์ของบัคเตรีที่มาอาศัยอยู่เป็นประจำในบริเวณเหล่านั้นซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่ เจริญเป็นพิเศษ เพื่อการรองรับบัคเตรีเหล่านี้ เช่น โฟโตเบลฟารอน (Photoblepharon)



ปฏิกิริยาการเรืองแสงในสิ่งมีชีวิต



ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่เรืองแสงชนิดต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้น สิ่งที่มีผู้ พยายามศึกษาปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เป็นชนิดแรกคือหอยสองกาบ โฟลาส แดคติลุส (Pholas dactylus) ผู้ทดลองนำมาสกัดในน้ำเย็น สารละ ลายที่ได้จากการสกัดจะเรืองแสงอยู่ชั่วครู่แล้วก็หยุดแต่สารละลายที่ได้จาก การสกัดด้วยน้ำร้อนจะไม่เรืองแสง แต่เมื่อตั้งทิ้งไว้ให้เย็นและนำไปผสม กับสารละลายแรกที่ดับแล้ว จะกลับมีการเรืองแสงขึ้นมาใหม่



กลไกควบคุมการเรืองแสง

เมื่อเปรียบเทียบปฏิกิริยาการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต (bioluminescence) ดังกล่าวข้างต้นกับการเรืองแสงในระบบสิ่งไร้ชีวิต (phosphorescence หรือ fluorescence) แล้ว


ข้อแตกต่างสำคัญก็ คือ การเรืองแสงในระบบสิ่งไร้ชีวิตเป็นผลของการเปลี่ยนแปลงความร้อนหรือกระแสไฟฟ้าหรือการสั่นสะเทือนของอณู


ส่วนการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตเป็นผลจากปฏิกิริยาชีวเคมีภายในเซลล์มีการผลิตแสงที่ไม่มีพลังงานความร้อน และสีที่ปรากฏพบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว จะเป็นแสงในช่วงคลื่นตั้งแต่ประมาณ 0.000048-0.000050 ซม. (น้ำเงินหรือน้ำเงินปน เขียว) ถึงประมาณ 0.0000565 ซม. (เขียวปนเปลือง) เช่นในหิ่งห้อย จนกระทั่งถึง 0.0000614 ซม. (แดง) ในพวกหนอนรถไฟ เป็นต้น


ถึงแม้การเรืองแสงในสิ่งมีชีวิต ต่าง ๆ จะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะแวดล้อมต่างกัน มีผลลัพธ์แตกต่างกันมากมายในแง่ของ สี แสง ตำแหน่ง ช่วง เวลา และจังหวะการเรืองแสงแต่การเรืองแสงในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเป็นปฏิกิริยาชีวเคมีทั้งหลายภายในเซลล์ที่มีชีวิตมีผล สำคัญ คือ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารในเซลล์ และการหมุนเวียนพลังงาน ในปฏิกิริยาการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต เอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง คือ ลูซิเฟอรัส จะทำปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงสารลูซิเฟอริน ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ต้องการก๊าซออกซิเจนไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบปฏิกิริยา การเผาไหม้ภายในเซลล์ ต่างกันที่พลังงานที่ผลิตขึ้นในกรณีนี้เป็นพลังงานแสง



ผลจากการเปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่มีการเรืองแสง


ปรากฏว่าปรากฏการณ์การเรืองแสงนี้มีในสิ่งมีชีวิตทุกลำดับขั้นวิวัฒนาการ ตั้งแต่จุลินทรีย์ ต่าง ๆ ที่มีเซลล์เดียวขึ้นมาถึงพวกที่มีกระดูกสันหลัง และในทุกชนิดพบว่าเป็นปฏิกิริยาชีวเคมีแบบเดียว กัน


คือ เป็นปฏิกิริยาที่ต้องใช้ออกซิเจนไปทำปฏิกิริยากับสารในเซลล์ โดยความควบคุมของเอนไซม์และปล่อยพลังงานออกมาในรูปของ แสง การวิวัฒนาการเกิดขบวนการเรืองแสงนี้จึงสันนิษฐานว่าเป็นขบวนการที่เกิดในระยะแรกเริ่มของโลก โดยเฉพาะในยุคที่โลก นี้เริ่มมีการผลิตออกซิเจนโดยขบวนการสังเคราะห์แสงของพืชสีเขียว และเป็นขบวนการที่เกิดระยะเดียวกับที่มีการเกิดการหายใจโดยใช้ออกซิเจน การผลิตแสงเป็นการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตบางอย่างที่รอดตายจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติและอยู่มาได้จนถึงปัจจุบัน เป็นการปรับตัวแบบหนึ่งที่สงเสริมการสืบพันธุ์ และการรอดตายจากศัตรู



.......................................................









 
4 ท่าน ที่ขอบคุณ khonsurin
06-29-2011, 08:06 AM   #2 (permalink)
เจ้าหน้าที่ประชาสัมพันธ์

ขอคุณสำหรับข้อมูลดีๆเด้อครับเอื้อย
 
ชุมชนบ้านมหา > ห้องสมุดบ้านมหา > คลังความรู้ > วิทยาศาสตร์


ป้ายกำกับ
การเรืองแสง, วิทยาศาสตร์

คำสั่งเพิ่มเติม
เรียบเรียงคำตอบ
แบบตามยาว แบบตามยาว



Custom Search


เวลาทั้งหมดอยู่ในเขตเวลา GMT +7 และเวลาในขณะนี้คือ 04:47 PM


Powered by vBulletin รุ่น 3.8.7 Copyright ©2000-2014, Jelsoft Enterprises Ltd.
Content Relevant URLs by vBSEO
© บ้านมหา.com เว็บไซต์ส่งเสริมการศึกษา ศิลปวัฒนธรรม