الحشرات المولدة للضوء
((الحشرات المضيئة))


ينبعث الضوء من بعض الحشرات كما ينبعث من حيوانات ونباتات كثيرة,,, ولاتزال الاهمية البيولوجية لانبعاث الضوء غير مفهومة بشكل دقيق اللهم الا انها تعمل على انجذاب الجنسين للتكاثر او الفرائس للتغذية ...
يقول العام وجلزورث ان انبعاث الضوء من بعض الحشرات قد يكون ناتج بالاصل كحدث عشوائي لبعض العمليات المتخصصه من الايض ويستند في ذلك الى ان هناك العديد من المواد التي ينبعث منها الضوء اذا ماتاكسدت ببطئ عند درجة حرارة منخفضة في الظلام ..
شخصياً لا اتفق معه ذلك ان العشوائية ليست من صفات هذا الكون!! .

وكما اسلفنا يصدر عن جميع الكائنات الحية ضوء إلا أننا لا نراه ؛
لأنه أشعة تحت حمراء
إلا أن بعض الكائنات تصدر ضوءاً يمكننا رؤيته .
ويعرف هذا النوع من المخلوقات بالأحياء المضيئة المتألقة ، إلا أن المخلوقات لا تستخدم الكهرباء لإصدار الضوء ،

فهي تستخدم المواد الكيماوية الموجودة داخل خلايا أجسامها ، وينتج منها الضوء عندما تحدث تغيرات في تلك المواد الكيماوية .

ولكن ماهي آلية انتاج هذا الضوء؟
تقوم هذه الحشرات بإنتاج صبغة تسمى (Luciferin)وإنزيم يسمى (Luciferase)مع وجود مصدر للأكسجين ومصدر للطاقة وهو مركب ثالث فوسفات الادينوسين (ATP) ونتيجة هذا التفاعل ينتج مركب يسمى (Oxyluciferen)وينبعث الضوء.
و أشهر أنواع الحشرات المضيئة هي "اليراعات أو الخنافس المضيئة"
وتوفير الانزيم لعمل هذا التفاعل الحيوي على نطاق واسع غاية في الصعوبة
ولكن استطاع بعض العلماء أنتاج الضوء في المجهر ولكن ينبغي أن تتوافر لديهم المواد اللازمة لاتمام هذا العمل وهذه المواد يحصلون عليه من اليراعة نفسها فهم لايستطعون أن يحصلوا على تلك المواد بتركيبها الكيماوي بل لا يزال هذا سرا من أسرار الطبيعة ...

ماهي اسباب انبعاث الضوء من الحشرات
ويمكن اجمال اسباب انبعاث الضوء في الحشرات في:
1- وجود انواع من البكتريا المضيئة تعيش متكاملة في خلايا الانسجة.
2- وجود اعضاء متخصصة يصدر عنها الضوء.

معظم المخلوقات التي تصدر ضوءاً من الحشرات التي تطير ليلاً ، حيث تستخدم الضوء للاتصال ببعضها ..
وأكثر الأضواء إثارة تلك التي تصدرها اليراعات الماليزية .
وذكور اليراعات فقط التي يمكنها أن تصدر الضوء دون الإناث ، حيث يقف المئات منها على شجرة واحدة بين المستنقعات ، ويقوم الجميع بإصدار الضوء في وقت واحد ، حينئذٍ تضاء تلك الشجرة بالكامل مدة ثانية في شكل وميض يمكن رؤيته على بعد مئات الأمتار ، ويسهّل ذلك لإناثها إيجاد أماكن الذكور .

علما بان اليراعات ليست الحشرات الوحيدة المضيئة فهناك :
*بعض انواع ذباب مايو ويرقات بعض حشرات ذات الجناحين وبعض حرشفيات الاجنحة وكلها تبعث الضوء نتيجة لوجود البكتريا .
**اما حشرة Laciola فهي تضيء لوجود اعضاء متخصصة في كلا الجنسين.

*** وحشرة Lampyris التي ينبعث الضوء من عضو موجود على السطح البطني للعقلة البطنية الاخيرة في الحشرة الكاملة وكذلك
بيضها ..

**** ينبعث الضوء في حشرة Arachonocampa luminosa من الجسم الدهني في الحشرة وهي من ذوات الجناحين


التصنيف العلمي لليراعات المصدرة للضوء:

Kingdom: Animalia
Phylum: Arthropoda
Class: Insecta
Order: Coleoptera
Family: Lampyridae


اليراعات او الخنافس المضيئة
لما كانت اليراعات او الخنافس هي الاصناف الرئيسة من الحشرات التي لها القدرة على توليد الضوء،،
لذا ارتأيت ان نسلط عليها الضوء بنبذة تعريفية بسيطة عنها وعن سلوكها ودورة حياتها

اليراعة أو الخنافس المضيئة (بالإنجليزية: Fireflies أو Lightning bugs) حشرة تنتمي إلى أسرة الخنافس غمدية الأجنحة، من رتيبة بوليفاجا. تتميز بظاهرة الإضاءة الباردة. يوجد في جميع أنحاء العالم حوالي 2000 نوع منها، تنتشر في معظم المناطق الإستوائية الحارة والغابات
يتركب جسم الخنافس المضيئة من ثلاث مناطق هي:
• -الرأس: وهى المنطقة الأمامية من الجسم ويحمل الرأس زوجين من الأعين المركبة وزوجًا من قرون الاستشعار وكذلك أجزاء الفم القارضة والتي تستخدمها الخنافس وكذلك يرقاتها في افتراس الحشرات الأخرى الصغيرة وافتراس البزاقات والقواقع وديدان الأرض.
• -الصدر: عبارة عن ثلاث حلقات وتحمل كل حلقة زوج من أرجل المشي وتحمل الحلقة الثانية والثالثة زوجين من الأجنحة. وبعض الأنواع نجدها غير مجنحة.
• -البطن: وهي المنطقة الأخيرة من الجسم وتتكون من 11 حلقة.Sieg Heil


• دورة حياة الخنافس المضيئة
• يحدث التزاوج بين الذكور والإناث في فصل الصيف ليلاً ثم تضع الأنثى البيض في التربة والذي يفقس بعد 4 أسابيع ثم يعطي عدة أطوار يرقية والتي تتغذى بافتراس الحشرات الصغيرة ثم تقضي فصلي الخريف والشتاء في بيات شتوي حيث تدفن نفسها في التربة وممكن أن تظل في بياتها لمدة سنتين ومع بداية الصيف تتغذى وتنشط وتتحول إلى طور العذراء وبعد ذلك تتحول إلى خنافس كاملة ذكور وإناث وتعيش الخنافس الكاملة من عدة أسابيع إلى شهرين حسب النوع

• ظاهرة الضياء
• تحدث هذه الظاهرة عند توافر صبغة تسمى لوسيفيرين (Luciferin) وإنزيم يسمى (Luciferase) مع وجود مصدر للأكسجين ومصدر للطاقة وهو مركب أدينوسين ثلاثي الفوسفات. (ATP) ونتيجة هذا التفاعل ينتج مركب يسمى (Oxyluciferen) وينبعث الضوء.
• توجد هذه المركبات الكيمائية في الخنافس المضيئة على جانبي السطح البطني لمنطقة البطن عدد من الخلايا تسمى الخلايا الضوئية (Photocytes) وهذه الخلايا غالبا ما توجد في الحلقات الأخيرة من البطن سواء للأطوار الكاملة أو يرقاتها. وتتوقف كمية الضوء المنبعثة من الخنافس على كمية الأكسجين الداخلة في التفاعل فعندما تريد الخنافس إنتاج وميض طويل لفترة طويلة فإن المخ يعطى تياراً عصبياً إلى نهايات الجهاز التنفسي لإنتاج كمية كبيرة من الأكسجين إلى داخل الخلايا الضوئية فيصدر ضوء بكمية كبيرة. وفي بعض الأنواع تصدر الخنافس وميض متقطع وفي هذه الحالة يتوقف التيار العصبي لثواني فيتوقف الوميض ثم يحدث التيار العصبي مرة أخرى ويصدر الضوء من جديد.
• إن الضوء الصادر من الخنافس المضيئة يسمى الضوء البارد، عند تحليل العلماء لهذا الضوء وجدوا أنه عبارة عن 100% طاقة ضوئية و صفر% حرارة، حيث أن هذا الضوء لو كان به نسبة حرارة ولو بسيطة لاحترق جسم الخنفساء ودمرت

• أسباب استعمال الضوء
هذه الخنافس تتواجد في بيئة قاسية ذات حرارة مرتفعة جدّاً فلهذا تلجأ إلى النشاط والبحث عن الغذاء ليلاً . لكي ترى بعضها وسط الغابات الشاسعة والأشجار العالية المتشابكة والتي تخفي ضوء القمر والنجوم في الليالي الصافية جعل لهذه الخنافس هذه الظاهرة لعدة أسباب وهي:-
• لتنير لها الغابات الكثيفة المظلمة ليلاً وترى ما حولها من ظلام دامس.
• تتعرف الخنافس التابعة لنفس النوع على بعضها من خلال درجة الضوء وهل هو متصل أم متقطع في شكل ومضات منفصلة.
• تستخدم هذا الضوء في جذب فرائسها من الحشرات الأخرى الصغيرة والبزاقات والقواقع وديدان الأرض والتي تنبهر بأضوائها فتقترب منها ثم تقوم بالتغذية عليها.
• يستخدم الذكور هذا الضوء لجذب الإناث لعملية التزاوج حيث لكل ذكر إشارة ضوئية معروفة لدى الإناث التابعة لنفس نوعه. بمجرد رؤية الإناث لهذه الإشارات الضوئية فإنها تعطى إشارةً مماثلةً للذكر فينجذب إليها الذكر للتزاوج ونجد بعض الإناث التي لا ترغب في التزاوج من الذكور تقوم بعدم الرد عليهم بالإشارات الضوئية المتعارف عليها فيما بينهما.
• بعض الإناث ترسل إشارة ضوئية مضللة وكاذبة لذكر يتبع نوعً آخر وعندما يقترب منها للتزاوج تتغذى عليه.
• تستخدم الخنافس الضوء في تخويف وترهيب بعض الحيوانات الأخرى التي تقوم بافتراسها فهذه وسيلة الدفاع الوحيدة لها

• أهم أنواع الخنافس المضيئة والأكثر انتشارا في العالم
• Lampyris noctiluca :وتسمى الديدان المتوهجة (glow worms)وذلك لأن الإناث تشبه شكل الدودة وليس لها أجنحة ويبلغ طولها حوالي 10-25 مم. لونها بني داكن والحلقات الثلاث البطنية هي التي ينبعث منها الضوء لوجود الخلايا الضوئية بهم. الذكور مجنحة ولونها بني وأصغر حجمًا من الإناث وحواف الأجنحة الغمدية لونها أصفر وتتركز الخلايا المضيئة على الحلقة قبل الأخيرة للبطن

• Photinus pyralis: وتسمى الخنافس الخاطفة طول الإناث حوالي 30مم والذكور أصغر حجمًا وكلا النوعين مجنح ولهما نفس الشكل حيث نجد أن الجسم لونه أسود داكن مع خطين لونهم أحمر على جانبي الرأس ونجد حواف الأجنحة الغمدية لونها بني كريمي. والخلايا الضوئية موجودة على الثلاث حلقات البطنية الأخيرة في كلا من الذكر والأنثى.

• Photurissp: وهى أصغر حجمًا من النوعين السابقين والذكور والإناث متشابهة في الشكل إلا أن الإناث أكبر حجما من الذكور ونجد أن لون الجسم بني مع وجود خطين لونهما أصفر على جانبي الرأس وعلى حواف الأجنحة الغمدية. وتنتشر الخلايا الضوئية على الحلقات الثلاث الأخيرة لكل من الذكور والأناث
مورثة من اليراعات تحفز السالمونيلا على مقارعة الخلايا السرطانية




البكتيريا المضيئة ستعمل على مضاعفة قدرة العقاقير على قتل خلايا الأورام الخبيثة مليون مرة
يتميز نوع من اليراعات (حشرات مضيئة) بالقدرة على إطلاق الضوء من أجسامها في المساء، ويبدو أن العلماء الألمان استفادوا من هذه الخاصية بالذات لجعل الخلايا السرطانية تضيء في جسم الإنسان مما يسهل مكافحتها دون الإضرار بالخلايا السليمة غير المضيئة.


وذكر الباحث ألدار سالاي من مركز فيرنرـ غوبل للأبحاث السرطانية في فورتزبورغ, أن فريق العمل استخدم جينا من اليراعات في تعديل نوعين من البكتيريا وراثيا, بهدف تحفيزها على الكشف عن أصغر الأورام السرطانية في الجسم. ولا تعين الطريق الأطباء في تشخيص مواقع النمو السرطاني في مختلف أنحاء الجسم فحسب, وإنما تساعد أيضا في تركيز مفعول العلاج الكيميائي على الخلايا المريضة دون الإضرار بالخلايا السليمة.
واستخدم العلماء في تجاربهم الكوليبكتيريا والسالمونيلا المسببة لتسمم الطعام، ولكن بعد أن جردوها من عدائيتها المرضية. ونجح الجين المستمد من اليراعات في تحوير البكتيريا بشكل يزودها بالقابلية على الإضاءة لفترة معينة داخل جسم الإنسان. تم بعد ذلك زرق البكتيريا المعدلة وراثيا في الفئران المختبرية وملاحقة انتشارها وتركزها في الأورام السرطانية باستخدام كاميرا خاصة لرصد الضوء الضئيل الذي ينطلق منها. وكتب سالاي في مجلة «نيتشر بيوتكنولوجي» أن فريق العمل نجح بهذه الطريقة في الكشف المبكر عن أورام سرطانية يقل قطرها عن مليمتر واحد. كما ثبت أن البكتيريا تتمتع بحساسية عالية تجاه الأورام السرطانية وقادرة بالتالي على «تثوير» عمليات العلاج الكيميائي للأمراض السرطانية.


وحسب تعبير الباحث فقد تم تزويد البكتيريا المعدلة، علاوة على جين اليراعات، ببروتين معين يعمل بمثابة «مفتاح كهربائي». وهذا يعني أن من الممكن زرق العقار الكيميائي في جسم المريض وضمان أنه لن يعمل إلا في الخلايا التي تحتوي هذا البروتين، أي في الخلايا السرطانية التي تسللت البكتيريا المعدلة إلى داخلها. وهكذا يتمكن الأطباء من السيطرة على العقار الكيميائي و«تسديده» بدقة إلى الهدف، أي إلى الخلايا السرطانية فقط. ومعروف أن العلاج الكيميائي مصحوب في معظم الحالات بأعراض جانبية غير محمودة ومزعجة مثل تساقط الشعر والإعياء والغثيان, وهي أعراض تنشأ عند المريض نتيجة فعل العقار في الأنسجة السليمة القريبة من الورم المطلوب علاجه. وقدر سالاي أن البكتيريا المضيئة ستعمل على تركيز ومضاعفة قدرة العقاقير على قتل الخلايا السرطانية مليون مرة.
وينوي فريق العلماء من فورتزبورغ تجربة السالمونيلا المضيئة على حيوانات أخرى قبل تجربتها على البشر. وعلى أية حال فإن التجارب على بشر يعانون من السرطان لن تبدأ قبل مرور بضع سنوات من الآن. ويبدو سالاي وزملاؤه واثقين تماما من أن السالمونيلا المعدلة وراثيا لن تتسبب يوما في تسميم أحد المرضى.