اشعه فرابنفش و سازگاری‌های موجودات زنده

اشعه فرابنفش و سازگاری‌های موجودات زنده

در بسیاری از موارد، پرتوهای مضر نور خورشید به‌ویژه پرتوی فرابنفش، به آفتاب‌سوختگی و آسیب به دی‌ان‌ای منجر می‌شود. به‌طور کلی موجودات زنده در موضوع محافظت خود در مقابل پرتوی فرابنفش، بی‌دفاع نیستند و از روش‌های متنوعی استفاده می‌کنند.

مثلا در مورد پرندگان، پرهایشان در برابر پرتوهای خطرناک از آنها محافظت می‌کند؛ زیرا پرها از کراتین که بافتی مرده است، ساخته شده‌اند یا در پستانداران مختلف از نهنگ‌ها گرفته تا انسان، زمانی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، ملانین بیشتری تولید و سازوکار محافظتی پوست شروع به کار می‌کند؛ در اسب آبی، پوست ماده‌ای متمایل به رنگ قرمز حاوی دو رنگدانه مختلف ترشح می‌کند که از پرتوی فرابنفش محافظت می‌کند.پرتوی فرابنفش حتی در داخل آب دریاها نیز نفوذ می‌کند. طول موج‌های کوتاه تابش خورشیدی در محدوده فرابنفش به اعماق قابل ملاحظه‌ای نفوذ کرده و اثر تخریبی آن نه‌تنها بر فتوسنتز، بلکه روی DNA و پروتئین‌های جلبک‌ها و بی‌مهرگان و حتی مهره‌داران عظیم‌الجثه دریایی وارد می‌شود. بسیاری از موجودات آبزی برای کاهش اثرات تابش فرابنفش از روش‌های تطبیقی از جمله مهاجرت عمودی جهت رفتن به اعماق پایین‌تر در روز، تشکیل پوسته محافظ، ساخت مواد جاذب UVو سازوکارهای آنزیمی استفاده می‌کنند. مثلا نهنگ‌های مختلف چون نهنگ آبی و نهنگ باله‌ای، میزان ملانین موجود در پوست خود را افزایش می‌دهند یا نهنگ‌های اسپرم که مجبور به گذراندن مدت بیشتری روی سطح آب نسبت به سایر نهنگ‌ها هستند، برای برطرف کردن آسیب‌های پوستی ناشی از اشعه‌های مضر، علاوه بر افزایش سطح ملانین پوست، دارای ژن‌های ترمیم‌کننده‌اند که به پوست آسیب ‌دیده اجازه می‌دهد تا در سریع‌‌ترین زمان ممکن بازسازی و بهبود یابند. از میان موجودات دریایی، مرجان‌ها به‌ویژه در برابر نور خورشید و فرابنفش حساس هستند. این جانوران دریایی از جلبک‌های تک‌سلولی همزیست (موسوم به زوگسانتلا) برای محافظت در برابر این پرتو استفاده می‌کنند. زوگسانتلاها که در داخل سلول‌های لایه گاسترودرم مرجان‌ها زندگی می‌‌کنند، موادی تولید کرده که به مرجان منتقل می‌‌شود و آن را به نوعی ضدآفتاب و ضد‌اشعه برای هر دو تبدیل می‌‌کند. این مواد شامل ترکیبات متنوعی نظیر آمینو اسیدهای شبه مایکوسپورین (MAAs)،بتا-کاروتن، آلفا-توکوفرول(نوعی ازویتامینE)گلوتاتیون،آسکوربات (ویتامینC) و اورات هستند. بیشترین مطالعه در مورد ترکیبات ضدپرتو، روی آمینواسیدهای شبه‌مایکوسپورین متمرکز شده است.این ترکیبات و پیگمان‌های فلورسنت در مجموع طول موج‌های فرابنفش کوتاه تر از 360 نانومتر (عمدتا UVB، 280-320 نانومتر) را به نحو موثری مسدود می‌کنند، اما دربرابر طول موج‌های بلندتر (عمدتا UVA، 360-400 نانومتر) و نیز طول موج آبی (500-400 نانومتر) از توانایی محافظتی کمتری برخوردار هستند. تمام این طول موج‌ها از عوامل تخریب بخشی از فرآیند فتوسنتز در زوگسانتلاها و در نتیجه، بروز پدیده سفید‌شدگی مرجان‌هاست.

دکتر محمدمهدی زمانی‌جمشیدی / پژوهشگر زیست‌شناسی