Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 11/09/2006 16:00 (GMT+7)

Sinh vật biển phát sáng

Sự tình cờ có giá trị

Năm 1927, trong lúc dạo bộ trên bờ biển ở vịnh Torbay (Anh), ông Phillips tình cờ đã phát hiện những con hải quỳ trong các vũng nước triều đọng lại phát ra ánh sáng xanh khi được rọi đèn pinđã được lọc bỏ các ánh sáng nhìn thấy (chỉ truyền ánh sáng cực tím - UV). Ông bắt đầu nghiên cứu và đã trở thành học giả đầu tiên công bố các kết quả về hiện tượng lý thú này... Đến những năm 30 củathế kỷ XX, ông Kawaguit, người Nhật đã chú ý đến các sắc tố phát sáng của san hô khi bị kích hoạt bởi ánh sáng UV. Những năm 40, vợ chồng ông Catala đã nuôi thí nghiệm một số loài sinh vật biển cókhả năng phát sáng khi bị chiếu ánh sáng UV trong phòng tối. Các kết quả thu được hết sức khả quan. Sự phát sáng của sinh vật biển trong phòng tối do bị kích thích bởi ánh sánh UV đã tạo ra thế giớimàu sắc huyền ảo, vô cùng hấp dẫn. Ông bà Catala đã sáng lập ra Bảo tàng sinh vật biển Noumea (New Calodenia Nam Thái Bình Dương). Bảo tàng này đã nổi danh thế giới với hệ thống trưng bày “Sinh vậtbiển phát sáng”, huyền ảo và hấp dẫn du khách.

Các loài sinh vật biển phát sáng và phát quang

Cho đến nay, đã phát hiện hơn 507 loài sinh vật biển có khả năng phát sáng khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng. Trong đó, phần lớn là các loài san hô, rồi đến loài chân bụng (có hơn 200 loài), chủ yếu là Trochidae, Bullidae, Cypraeidae, Triviidae, Haliodae, Fissurellidae, nhóm chân đầu như mực Tuộc, Nang, Ống..., nhóm động vật thể xoang...

Khác với phát quang sinh học, là đặc tính tự nhiên của một số loài thủy sinh có kích thước nhỏ (từ micromét đến vài centimét), có bản chất liên quan đến các phản ứng sinh hóa lý của chúng, một số loài sinh vật biển có khả năng đặc biệt là phản xạ, phát ra ánh sáng nhìn thấy (bước sóng 450-600 nm) khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng không nhìn thấy (có bước sóng nhỏ hơn 450 - nguồn UV hay lớn hơn 600 nm - nguồn hồng ngoại) chiếu vào.

Bước đầu nghiên cứu, Viện Hải dương học Nha Trang đã phát hiện được 18 loài sinh vật ở vịnh Nha Trang có khả năng phát sáng và Viện cũng đã nuôi thử nghiệm thành công 4 loài san hô, phục vụcho các triển khai ứng dụng ở Việt Nam.

Hiện nay, khoa học hải dương đã xác định và lựa chọn khoảng 10 loài thuộc nhóm san hô, thủy tức, hải quỳ... có khả năng phát sáng rất mạnh, ổn định.

Cấu trúc protein - Bản chất của quá trình phát sáng

Vì sao một số loài sinh vật biển lại có khả năng phát sáng khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng khác chiếu vào, đặc biệt là nguồn UV?

Theo các nhà khoa học, hiện tượng phát sáng của các loài thủy sinh khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng UV này phụ thuộc vào cấu trúc của các protein. Chính vì các protein của các vi sinh vật biển khác nhau, đặc điểm thích ứng, chịu được tác động của các sóng ánh sáng khác nhau đã tạo ra khả năng phát sáng của chúng. Có một số loài sinh vật hay một số cấu trúc sinh học bị hủy hoại dưới tác dụng của ánh sáng UV. Trái lại, có những loài hay bộ phận sinh học khác lại bền vững, không bị phá hủy dưới tác dụng của ánh sáng UV. Dựa vào các kết quả nghiên cứu về sự thay đổi của cấu trúc các protein do tác động của các nguồn sáng, các chuyên gia Nhật Bản đã giải thích vì sao phần lớn các loài san hô ở vùng biển nông có khả năng phát sáng khi bị nguồn UV chiếu vào. San hô đã có quá trình tiến hóa hàng ngàn hoặc triệu năm trong các vùng biển nhiệt đới. Để thích nghi, các sắc tố của san hô có khả năng sàng lọc các loại ánh sáng mặt trời, hấp thụ ánh sáng UV độc hại, chuyển hóa, phát ra các ánh sáng nhìn thấy được (bước sóng 450-600 nm) ít độc hại hơn.

Ở nước biển, khi bị khuấy động do các chuyển động của tàu bè, sự vận động bơi lội... vào ban đêm, chúng ta thấy xuất hiện các vệt sáng phát ra. Đó chính là hiện tượng phát quang sinh học của một số loài đơn bào thuộc Dinoflagellates. Phần lớn hiện tượng phát quang sinh học do sự “cọ xát cơ học” thường xảy ra trên tầng mặt và tầng sát mặt - trong khoảng trên dưới chục mét. Ngoài ra, khoa học hải dương cũng đã phát hiện được một số loài sinh vật sống ở những tầng sâu hơn 200 - 1.000 m, thậm chí đến 4.000 m có khả năng phát quang. Đó là các loài cá, giáp xác, có kích thước nhỏ, chỉ khoảng vài centimet. Phát sáng sinh học là một trong những đặc trưng thích nghi của chúng trong quá trình tiến hóa. Phát sáng có thể là công cụ kiếm mồi, là công cụ chống trả kẻ thù, là phản ứng “tự vệ” do điều kiện môi trường thay đổi mạnh… Đấy là những đặc trưng mang tính bản chất của các phản ứng sinh hóa, đặc trưng của một số loài thủy sinh.

Hiện tượng phát sáng của một số loài sinh vật biển khác (sinh vật biển phát sáng) như san hô, hải quỳ... chỉ xuất hiện khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng, chủ yếu là ánh sáng UV. Nhóm này không có khả năng phát sáng khi bị thay đổi các trạng thái sinh lý hay cọ xát cơ học.

Những ứng dụng của sinh vật biển phát sáng

Hiện tượng phát sáng của sinh vật biển khi bị kích hoạt bởi các nguồn sáng không nhìn thấy, đang được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

- Phân loại sinh học biển, đặc biệt là phân loại các loài san hô.

- Nghiên cứu lịch sử tiến hóa và quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu trong quá khứ, dự báo cho tương lai.

- Nghiên cứu phục vụ cho việc đánh giá, xác định chất lượng môi trường nước, môi trường trầm tích, môi trường sinh học. Đặc biệt là trong nghiên cứu để tạo ra các loài vi sinh chỉ thị độc chất môi trường.

- Nghiên cứu các cấu trúc phân tử sống, đặc trưng cho thế giới sinh vật, phục vụ việc xác định nguyên nhân, diễn biến và ngăn ngừa, điều trị các bệnh hiểm nghèo trong y học.

- Khai thác phục vụ kinh doanh, giải trí trong các hệ thống bảo tàng sinh học và hải dương học.

Người ta đã sử dụng công nghệ biến đổi gen để tạo ra nhiều sản phẩm độc đáo như cá phát sáng (Trân Châu đêm), vi sinh vật biến đổi cường độ chiếu sáng khi tiếp xúc với các vi sinh vật gây hại hoặc hóa chất độc gây ung thư… Đó là những “đầu dò” thuộc thế hệ mới trong các thiệt bị cảnh báo môi trường, cảnh báo bệnh tật…

Sinh vật biển phát sáng rất phong phú ở vùng biển Việt Nam. Đó là nguồn lợi quý giá, cần nghiên cứu một cách toàn diện, đồng bộ để khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn lợi đặc biệt này.

Nguồn: tchdkh.org.vn, tháng 06/2006

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.
Tuyên Quang: Thúc đẩy năng lực triển khai năng lực hoạt động KHCN, ĐMST và CĐS trong sinh viên
Ngày 21/4, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (KH&KT) tỉnh Tuyên Quang phối hợp với Trường Cao đẳng Tuyên Quang tổ chức Hội thảo tập huấn, phổ biến kiến thức “Thúc đẩy năng lực triển khai hoạt động khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong sinh viên” bằng hình thức trực tiếp và trực tuyến.
Đổi mới công tác phổ biến kiến thức KH&CN: Từ truyền thông một chiều đến hệ sinh thái tri thức mở
Những năm qua hoạt động phổ biến kiến thức của các tổ chức KH&CN trực thuộc Liên hiệp Hội Việt Nam đã được triển khai rộng rãi, đem lại hiệu quả cao trong thực tiễn. Tuy nhiên, trước yêu cầu phát triển mới, hoạt động này cần được đổi mới theo hướng hiện đại, tương tác và gắn chặt hơn với nhu cầu của xã hội.
Lâm Đồng: Gặp mặt đại biểu trí thức tiêu biểu năm 2026
Chiều ngày 15/4, Tỉnh ủy, HĐND, UBND, Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Lâm Đồng tổ chức Hội nghị gặp mặt đại biểu trí thức tiêu biểu năm 2026. Dự và chủ trì Hội nghị có các đồng chí: Y Thanh Hà Niê Kđăm - Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Trưởng Đoàn ĐBQH tỉnh cùng các đồng chí trong Ban Thường vụ Tỉnh ủy, lãnh đạo các sở, ban, ngành và 150 đại biểu trí thức tiêu biểu của tỉnh.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng: Hội Chăn nuôi Việt Nam góp phần khẳng định đóng góp của trí thức KH&CN vào phát triển đất nước
Phát biểu chúc mừng Hội Chăn nuôi Việt Nam nhân Kỷ niệm 35 năm thành lập (19/4/1991 - 19/4/2026), Chủ tịch Phan Xuân Dũng khẳng định, với sự năng động và chuyên nghiệp, Hội Chăn nuôi Việt Nam đã góp phần khẳng định đóng góp của trí thức KH&CN trong sự nghiệp phát triển đất nước. Chủ tịch Phan Xuân Dũng đề nghị các thành viên của Hội giữ lửa đam mê, lấy khoa học công nghệ làm động lực phát triển.
Toàn văn Tuyên bố chung nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa
Toàn văn Tuyên bố chung giữa nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa về việc tiếp tục làm sâu sắc quan hệ đối tác hợp tác chiến lược toàn diện, thúc đẩy xây dựng Cộng đồng chia sẻ tương lai Việt Nam – Trung Quốc có ý nghĩa chiến lược ở mức độ cao hơn trong thời kỳ mới.