| დღეს, როცა კაცობრიობას უდგას კლიმატური ცვლილებების, ნიადაგის გამოფიტვისა და ენერგეტიკული კრიზისის ეპოქა, განსაკუთრებულ მნიშვნელობას იძენს ალტერნატიული, მდგრადი ენერგიის წყაროების ძიება. ჩვენ ყველანი ვდგავართ არჩევანის წინშე – როგორ შევინარჩუნოთ ბუნება და ამავ დროს დავაკმაყოფილოთ ჩვენი მზარდი ენერგეტიკული საჭიროებები. ამ ფიქრის ფონზე საოცარია იმის აღმოჩენა, რომ თავად ბუნება გვთავაზობს პასუხს – ცოცხალი არსებები, რომლებიც სინათლეს თავად გამოყოფენ.
დაფიქრებულხართ, როგორ მუშაობს ჩვეულებრივი ნათურა? ალბათ იცით, რომ ის ელექტროენერგიას იყენებს და სინათლეს იძლევა… მაგრამ იცით, რომ ამ ენერგიის მხოლოდ 10% გარდაიქმნება სინათლედ, ხოლო დანარჩენი უბრალოდ სითბოდ იკარგება. ახლა წარმოიდგინეთ პატარა მწერი – ციცინათელა, რომელიც ღამით ანათებს.ის არ ხარჯავს ელექტროენერგიას, არ გამოსცემს სითბოს, მაგრამ ენერგიის 98%-ს გარდაქმნის სინათლედ. არ არის ეს საოცრება? დღეს მინდა გაგაცნით ბუნების ეს ფენომენი- ბიოლუმინესცენცია, რომელიც აერთიანებს ენერგიას, სიცოცხლეს და მომავლის ინოვაციებს. ბიოლუმინესცენცია- ეს არის ცოცხალი ორგანიზმების უნარი, შექმნან სინათლე ქიმიური რეაქციის გზით. ეს არ არის უბრალოდ ლამაზი ფენომენი, ეს არის ბუნების ერთ -ერთი ყველაზე ეფექტური და ჭკვიანი გზა ენერგიის გამოყენებისთვის. მეცნიერებმა ეს უნარი შეისწავლეს და ბიოლუმინესცენციის მექანიზმი უკვე გადააქციეს ინსტრუმენტად მედიცინისთვის, ბიოტექნოლოგებისთვის და ეკოლოგიისთვის. ენერგიის წყაროების გამოფიტვის, კლიმატის ცვლილებების და ეკოლოგიური ბალანსის დარღვევის ფონზე იზრდება ინტერესი სუფთა, მდგრადი და ეკოლოგიურად უსაფრთხო წყაროების მიმართ. როდესაც ვფიქრობთ ენერგიაზე, ხშირად წარმოვიდგენთ ელექტროსადგურებს, კაბელებს, ნათურებს… მაგრამ ბუნებაში არსებობს სრულიად განსხვავებული, ჯადოსნური ძალა–სინათლე, რომელიც სიცოცხლიდან იბადება. ავირჩიეთ ბიოლუმინესცენცია, რადგან ეს არ არის მხოლოდ ლამაზი მოვლენა, ეს არის ცოცხალი მაგალითი იმისა, როგორ შეუძლია ბუნებას გვასწავლოს გზები, რომლებიც ტექნოლოგიაზეც ჭკვიანია და გარემისთვისაც მეგობრული.
ეს თემა ჩემს ინტერესს სცდება- ეს არის მოწოდება, რომ დავანახოთ სამყაროს სიღრმეებში ჩაფლული შესაძლებლობები. როგორ შეუძლია პატარა ციცინათელას ან ზღვის არსებას გადმოგვცეს მესიჯი სხვა გზების შესახებ. ეს შუქი ეკოლოგიურად სუფთაა, არ მოითხივს ელექტროენერგიას, არ გამოყოფს ნახშირორჟანგს და არ აბინძურებს გარემოს, ამიტომაც ხდება ის შთაგონების წყარო მეცნიერებისთვის, ინჟინრებისთვის და ბიოტექნოლოგებისთვის. ბიოლუმინესცენცია, ფაქობრივად არის ქიმიური ენერგიის გარდაქმნა სინათლის ენერგიად- ეს კი ზუსტად იმაზე მეტყველებს, თუ როგორ იყენებს ბუნება ენერგიას ეფექტიანად, ყველაფერი იწყება ორი მთავარი კომპონენტით რა არის ლუციფერინი? – ეს არის ორგანული მოლეკულა, რომელიც სინათლეს გადმოსცემს და ლუციფერაზა- სპეციალური ფერმენტი, რომელიც ამ ქიმიურ რეაქციას წარმართავს. როცა ეს ორი ერთად მუშაობს ჟანგბადთან და ზოგჯერ სხვა დამატებით მოლეკულებთან ერთად, ხდება ქიმიური რეაქცია- ამ პროცესის დროს თავისუფლდება ენერგია, რომელიც ორგანიზმში გარდაიქმნება ფოტონებად, ანუ სინათლის ნაწილაკებად. ორგანიზმები, რომლებიც სინათლეს თავად წარმოქმნიან, მას კომუნიკაციის, თავდაცვის ნადირობისთვის და მიმზიდველობისთვის იყენებენ. ბიოლუმინესცენტურ ორგანიზმებს შეუძლიათ განათება გამოიყენონ თავდაცვის მიზნით. ზოგიერთი თევზი სიბნელეში აალებს სხეულს, რომ სწრაფად გაუჩინარდეს, ღრმა თევზს „ანგლერ ფიშს“ შუბლზე აქვს ბიოლუმინესცენტური ნაწიბური- როგორც პატარა შუქურა, რომელიც მსხვერპლს იზიდავს. ციცინათელები სინათლით ერთმანეთს იზიდავენ და ასე პოულობენ პარტნიორს, ზღვის ზოგიერთი ბაქტერია სინათლეს ასხივებენ მხოლოდ მაშინ, როცა ისინი მრავლდებიან. ზოგიერთი სოკო კი ანათებს ძირითადად ღამით. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ისინი ამით მწერებს იზიდავენ, რომლებიც სპორებს ავრცელებენ. მოკლედ რომ ვთქვათ – ბიოლუმინესცენცია სიცოცხლის „ენაა“. ის კომუნიკაციის, გადარჩენის და გავლენის მძლავრი ინსტრუმენტია. მთავარი გამორჩეული თვისება ისაა, რომ ეს სინათლე თითქმის სრულიად გარდაქმნილი ენერგიაა. ეს პროცესი იმდენად“ სუფთაა“, რომ არ გამოიმუშავებს სითბოს- სწორედ ამიტომ ეწოდება მას „ცივი“ შუქი. ბუნებაში თითქმის არ არსებობს სხვა ენერგიის წყარო, რომელიც ამდენად ეფექტიანად გარდაქმნის ქიმიურ ენერგიას პირდპირ სინათლედ, ყოველგვარი დანაკარგის გარეშე. ბიოლუმინესცენცია ლათინური სიტყვაა – „ლუმენ“ – სინათლე, „ ბიოს“- სიცოცხლე. ანუ ეს სინათლე პირდაპირ სიცოცხლისგან მოდის. ბიოლუმინესცენცია არ არის ერთადერთი გზა, რომლითაც ნივთიერება ანათებს- არსებობს სხვა პროცესებიც, როგორიცაა ფოსფორესცენცია ან ფლუროსცენცია, მაგრამ განსხვავება ისაა რომ ბიოლუმინესცენცია ყოველთვის უკავშირდება ცოცხალ ორგანიზმს. ის არ საჭიროებს შუქის „დატენვას“- იგი თვითონვე წარმოქმნის სინათლეს თავისი ბიოქიმიური გზებით. ბიოლუმინესცენციის უნიკალური თვისებები მედიცინაშიც რევოლუციური აღმოჩნდა. მისი წყალობით ექიმებსა და მკვლევარებს შეუძლიათ დააკვირდნენ უჯრედის შიგნით მიმდინარე პროცესებს ისე,რომ ორგანიზმს არ ავნონ და ძალიან ზუსტი სიგნალები მიიღონ. კერძოდ: ბიოლუმინესცენტური მოლეკულები შეჰყავთ უჯრედებში, სადაც ისინი იწყებენ შუქის გამოსხივებას, თუ უჯრედში კონკრეტული ბიოქიმიური პროცესები მიმდინარეობს.
მაგ. თუ ორგანიზმში არის კიბოს გამომწვევი უჯრედი ეს მოლეკულა ანათებს. თუ მიმდინარეობს ანთება ან ინფექცია- შუქი ჩნდება
როდესაც მეცნიერები ცვლის ორგანიზმის გენეტიკას, აუცილებელია გაიგონ, იმუშავა თუ არა ჩანაცვლებულმა გენმა. თუ გენთან ერთად შეჰყავთ ბიოლუმინესცენტური გენი, მისი „ანთება“ უჩვენებს, რომ ცვლილება წარმატებით განხორციელდა.
ბიოლუმინესცენცია მეცნიერებს საშუალებას აძლევს წამლები გამოსცადონ უჯრედებზე ისე, რომ რეალურ დროში ხედავდნენ-რეაგირებს თუ არა ორგანიზმი პრეპარატზე.
ეს ტექნოლოგია არ საჭიროებს ჭრილობებს ან ოპერაციას-ბიოლუმინესცენტური სინათლე სხეულის შიგნითაც გვაწვდის ინფორმაციას რაც დიდად ამცირებს დაზიანების რისკს. ბიოლუმინესცენცია ეკოლოგიაშიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. ბუნებრივი ბიოსენსორები, რომლებიც სინათლის მეშვეობით გვაფრთხილებენ ცვლილებებზე, გვეხმარებიან გარემოს დაცვასა და ეკოსისტემის მონიტორინგში. არსებობს ბაქტერიები (Alivibro fischeri), რომლებიც ანათებენ ნორმალურ პირობებში, მაგრამ როცა შხამთან ან დაბინძურებსთან კონტაქტობენ, შუქი ქრება.ეს ეხმარება მეცნიერებს განსაზღვრონ წყალი შხამიანია თუ არა. მაგალითად Microtox – ტესტი იყენებს ბიოლუმინესცენტურ ბაქტერეიებს წყლის და ნიადაგის ტოქსიკურობის სწრაფ განსასაზღვრად. ბიოლუმინესცენცის გახდა ეკოლოგიის ლაბორეტორიაც მაგ. თუ ბაქტერია ანათებს მხოლოდ მაშინ, როცა გარემოში ტყვია ან კადმიუმია- მაშინ სინათლე გამაფრთხილებელი სიგნალია და რაც მთავარია – ეს მეთოდები სწრაფია, იაფი და ეკოლოგიურად უსაფრთხო. ბიოლუმინესცენტური ორგანიზმები გამოიყენება ეკოსისტემის ჯანმრთელობის შესაფასებლად. ზღვის პლანქტონის ბიოლუმინესცენცია გამოიყენება, როგორც ბიოინდიკატორი- მის შუქზე დაკვირვებით ეკოლოგები იგებენ ზღვის ქიმიურ დაბინძურებაზე, მჟავიანობაზე ან კლიმატურ ცვლილებებზე.
მეცნიერები უკვე მუშაობენ იმაზე, რომ ბიოლუმინესცენცია ვაქციოთ ქალაქის განათების წყაროდ (ეკოლოგიური განათება);
იქმნება ბიოანათებები- ნათურები, რომლებიც სინათლეს გამოყოფენ ცოცხალი ბაქტერიების დახმარებით. . სმარტ ქსოვილები, რომლებიც ბიოლუმინესცენტური რგოლებით შეიძლება ანათებდნენ სიბნელეში. . საშინაო დეკორი, რომელსაც სინათლეს ბაქტერიები აწვდიან ელექტროენერგიის გარეშე. ბიოლუმინესცენციის ყოველდღიურ ცხოვრებაში დანერგვა უკვე სცადა კომპანიამ Glowee. საფრანგეთში, კერძოდ პარიზში უკვე იყენებენ ბიოინჟინერიით შეცვლილ ზღვის ბაქტერიებს (მაგ. Vibro fischeri) დროებითი დეკორატიული ან ატმოსფერული განათებისათვის. ეს უკვე აღარ არის მხოლოდ ფანტასტიკა- ეს არის კვლევადი რეალობა, რომელიც წელსაც აქტიურად მუშავდება სხვადასხვა უნივერსიტეტებში. ეს ბუნებრივი სინათლე- სუფთაა ლამაზი და მდგრადია. ამასთან აღმოჩნდა ,რომ ტექნოლოგიური პროგრესი აუცილებლად არ ნიშნავს ბუნებისგან დაშორებას- პირიქით, შესაძლოა ბუნება იყოს ჩვენი მომავლის გზამკვლევი. ამ ბუნებრივ პროცესში ერთმანეთთანაა გადაბმული – ბიოლოგია, ენერგია, სილამაზე, მეცნიერება და მომავალი. ბიოლუმინესცენცია– ეს არის მტკიცებულება , რომ ბუნება ჯერ კიდევ ასწავლის ადამიანს ენერგიის ახალ გზებს. . ის აერთიანებს ენერგიას და სიცოცხლეს. . იძლევა მედიცინაში ინოვაციების დანერგვის შესაძლებლობებს. . იცავს გარემოს დაბინძურებისაგან. . შთააგონებს ტექნოლოგიებს და რაც მთავარია – ის ადასტურებს, რომ სინათლე მხოლოდ ელემენტებში არ ცხოვრობს, ის შეიძლება იყოს ცოცხალი, თბილი, ეფექტური, ბუნებისგან მოწოდებული.
დღეს როცა ჩვენს რეგიონში ენერგეტიკული პროექტები აქტიურად მიმდინარეობს, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რომ ეს განვითარება ბუნების პატივისცემით და მეცნიერების შთაგონებით წარიმართოს. ბიოლუმინესცენცია გვიჩვენებს, რომ ენერგიის მიღება შესაძლებელია სიცოცხლესთან ჰარმონიაში- მინიმალური დანაკარგითა და ეკოლოგიური ზიანის გარეშე. ამიტომაც, ვფიქრობთ რეკომენდებულია განვითარდეს ეკო განათლება სკოლაში, რათა მომავალი თაობები ენერგიას აღიქვამდნენ არა მხოლოდ , როგორც რესურსს, არამედ როგორც სიცოცხლის მფრქვეველ ძალას. ამასთან, შესაძლებელია გარემოს დაცვით და ენერგტიკულ საკითხებზე მომუშავე სახელმწიფო უწყებებმა განიხილონ ეკო მსუბუქი განათების ინოვაციები – მათ შორის ბიოლუმინესცენციური ტექნოლოგიები- საზოგადოებრივი სივრცეების განათებისათვის, რაც იქნება, როგორც სიმბოლო ბუნებასთან ჰარმონიისა, ასევე მდგრადი განვითარების გზაც.
ეს ნაშრომი წარმოდგენილი იყო შემოქმედის საჯარო სკოლის რიგით მესამე კონფერენციაზე. წელს, სასწავლო-შემოქმედებითი კონფერენცია კომპანია „პარვუს ჯგუფის“ საგანმანათლებლო სოციალური პროექტის ფარგლებში ჩატარდა.
ნაშრომის ავტორები: სსიპ- აკაკი სურგულაძის სახელობის ოზურგეთის მუნიციპალიტეტის სოფელ შემოქმედის საჯარო სკოლა
მოსწავლეები: ლიზი ხვინგია – მე-9 კლასის მოსწავლე; თათია ვანიძე – მე-9 კლასის მოსწავლე
მასწავლებელი: ირმა გირკელიძე |
