మిణుగురు పురుగుల నుంచి కాంతి ఎలా పుడుతుంది, ఈ ‘ప్రకృతి దీపాల’ రహస్యం ఏమిటి?

తేమతో కూడిన వేసవి రాత్రులలో పొలాలు, చిత్తడి నేలలు, నదీ తీరాల వంటి ప్రదేశాలలో 'ప్రకృతి దీపాలు' గాలిలో తిరుగుతూ కనిపిస్తుంటాయి.

మిణుగురు పురుగులు ప్రాథమికంగా 'లాంపిరిడే' అనే శాస్త్రీయ కుటుంబానికి చెందిన కీటకాలు. గత ఏడాది మే నెలలో 'ఉత్తరప్రదేశ్ జర్నల్ ఆఫ్ జువాలజీ'లో ప్రచురితమైన పరిశోధనా పత్రం ప్రకారం, సహజంగా కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే కీటక జాతులు ప్రపంచవ్యాప్తంగా 2500 కంటే ఎక్కువగా ఉన్నాయని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు. వాటిలో సుమారు 2,200 జాతులను మిణుగురు పురుగులుగా వర్గీకరించారు.

చీకట్లో నిప్పురవ్వల్లా వెలిగే మిణుగురులు కనిపించడం ఇటీవలి కాలంలో అరుదైపోయింది. కానీ, అవి కనిపించినప్పుడల్లా చాలామందికి సాధారణంగా కలిగే సందేహం, 'ఆ వెలుగు ఎలా సాధ్యమా?' అని.

కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే శరీర నిర్మాణం మిణుగురు పురుగులకు ఎలా లభించింది? ఏదో మాయాజాలంలా అనిపించే ఈ కాంతి వెనకున్న శాస్త్రీయ నేపథ్యం ఏమిటి?

దీనికి సమాధానం ప్రకృతిలోని అత్యంత అద్భుతమైన జీవ వ్యవస్థలలో ఒకటైన జీవకాంతి (బయోల్యూమినిసెన్స్)లో దాగి ఉంది.

'మిణుగురు' శరీరంలో రసాయనిక చర్యలు...

మిణుగురు పురుగు వెలుగు, దాని పొట్ట భాగంలో ఉండే ఒక చిన్న కాంతి ఉత్పాదక అవయవంలో జరిగే అత్యంత సమర్థవంతమైన రసాయనిక చర్య ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ కాంతిని ఇచ్చే భాగాన్ని 'లాంతరు' అని పిలుస్తారు.

మిణుగురు పురుగు వెలుగు 'లూసిఫెరిన్' అనే రసాయనం, 'లూసిఫెరేస్' అనే ఎంజైమ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు దశాబ్దాల క్రితమే గుర్తించారు. లూసిఫెరేస్ ఎంజైమ్ సహాయంతో, లూసిఫెరిన్ అనే రసాయనం ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపినప్పుడు వెలువడే శక్తి, మన కంటికి కనిపించే కాంతి రూపంలో విడుదలవుతుంది.

మనం సాధారణంగా చూసే విద్యుత్ బల్బు లేదా మంటల వలే కాకుండా, ఈ రసాయనిక చర్యలో అతి తక్కువ ఉష్ణం మాత్రమే ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఇందులో శక్తి దాదాపుగా వేడి రూపంలో వృధా కాకుండా పూర్తిగా కాంతి రూపంలోనే మారుతుంది. అందుకే శాస్త్రవేత్తలు మిణుగురు పురుగు ఇచ్చే వెలుగును 'చల్లని కాంతి' అని అభివర్ణిస్తారు.

శాస్త్రీయ అధ్యయనాల ప్రకారం, ప్రకృతిలో మనకు తెలిసిన అత్యంత సమర్థవంతమైన జీవ కాంతి వ్యవస్థలలో మిణుగురు పురుగులది ఒకటి.

కనెక్టికట్ కళాశాలకు చెందిన జీవ రసాయన శాస్త్రవేత్త బ్రూస్ ఫ్రాన్సినీ తెలిపిన వివరాల ప్రకారం, ఈ కాంతి వెనుక ఉన్న ఖచ్చితమైన రసాయన శాస్త్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలకు దాదాపు 60 ఏళ్లు పట్టింది.

చివరకు, "సూపర్ ఆక్సైడ్ అయాన్" అని పిలిచే ఆక్సిజన్‌కు సంబంధించిన ఒక ప్రత్యేక అణువు, ఈ కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే రసాయనిక చర్యలో బహుశా కీలక పాత్ర పోషిస్తూ ఉండొచ్చని పరిశోధనలు వెల్లడించాయి.

ఈ రసాయనిక చర్య 'ఫోటోసైట్స్' అని పిలిచే ప్రత్యేక కణాలలో జరుగుతుంది. ఈ కణాలు లూసిఫెరిన్, లూసిఫెరేస్, ఆక్సిజన్‌తో పాటు ఏటీపీ (అడెనోసిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్) అని పిలిచే కణశక్తి అణువులతో నిండి ఉంటాయి. కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే రసాయనిక చర్య ప్రారంభమవ్వగానే, 'ఫోటాన్లు' (కాంతి తాలూకా అతి చిన్న కణాలు) విడుదలవుతాయి.

దీనిని శాస్త్రవేత్తలు ఒక 'సూక్ష్మ స్థాయి సహజ ఎల్‌ఈడీ వ్యవస్థ'తో సమానమైన జీవ వ్యవస్థగా అభివర్ణిస్తారు.

కాంతిని ఎలా నియంత్రిస్తాయి?

మిణుగురు పురుగుల శరీరంలో, సాధారణంగా వాటి వెనుక భాగం నుంచి కాంతి వెలువడుతుంది. దీనికి కారణం, 'లాంతరు' అని పిలిచే కాంతి అవయవం వాటి పొట్ట భాగంలో పరిణామం చెందడమే.

అనేక జాతులలో, పొట్ట కింది భాగంలో కాంతిని ప్రతిబింబించే పొరలు ఉంటాయి. ఇవి కాంతిని సమర్థవంతంగా ప్రసరింపచేయడానికి సహాయపడతాయి.

మిణుగురుల శరీర నిర్మాణాన్ని పరిశోధించిన శాస్త్రవేత్తలు, ఈ 'లాంతరు' కేవలం వెలిగే చర్మం మాత్రమే కాదని, ఇది అనేక పొరలతో కూడిన ఒక ప్రత్యేకమైన అవయవమని కనుగొన్నారు.

అంటే, కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే కాంతి కణాలు, వెలుగును బయటకు పంపే ప్రతిబింబ స్ఫటికాలు, ఆక్సిజన్‌ను అందించే దట్టమైన శ్వాసనాళాలు, నాడీ వ్యవస్థ కాంతి వెలిగే ప్రక్రియను నియంత్రిస్తాయి.

చైనాలో కనిపించే 'అక్వాటికా లీ' అనే మిణుగురు జాతిపై ఇటీవల జరిగిన జన్యుపరమైన అధ్యయనంలో, ఈ లాంతరు అవయవం ఏర్పడటానికి, అది సరైన స్థానంలో ఉండటానికి కారణమయ్యే జన్యువులను గుర్తించారు.

పొట్టలో కాంతి ఎక్కడి నుంచి పుట్టాలో 'అలప్టి-బి', 'అల్‌అంక్-4' అనే జన్యువులు నిర్ణయిస్తాయని చైనా జీవశాస్త్రవేత్త సిన్హువా ఫూ, ఆయన బృందం కనుగొంది.

అంటే, వాటి వెనుక భాగానికి ఈ "మెరిసే గుణం" లభించడం వెనుక లక్షలాది సంవత్సరాలుగా జరిగిన పరిణామ క్రమం కీలక పాత్ర పోషించిందని వారు చెబుతున్నారు.

కాంతి ప్రసరణతో ఏం జరుగుతుంది?

మిణుగురు పురుగుల గురించి ప్రజల్లో ఉన్న మరో ముఖ్యమైన సందేహమేమిటంటే, 'ఆ కాంతి అంత ఖచ్చితత్వంతో ఎలా మిణుకుమిణుకుమంటుంది? కాంతి పనితీరును అవి ఎలా నియంత్రిస్తాయి?' అని.

మిణుగురు పురుగులు రకరకాల పద్ధతులలో కాంతిని వెదజల్లుతుంటాయి. వీటిలో చిన్న మెరుపులు, జంట మెరుపులు, , లయబద్ధమైన తరంగాలు లేదా ఒక సంగీత తాళంలా మెరిసే వివిధ రూపాల్లో కాంతిని వెలువరించగలవు.

మరికొన్ని జాతులు పెద్ద సమూహాలుగా చేరి, తమ కాంతులను ఒకేసారి ప్రసరిస్తూ అద్భుతమైన దృశ్యాలను సృష్టిస్తాయి.

కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే కణాలలోకి ప్రయాణించే ఆక్సిజన్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా అవి తమ శరీరంలోని కాంతిని అదుపు చేస్తాయని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు.

'లాంతరు' అనే అవయవ కణజాలంలోకి ఆక్సిజన్ వేగంగా ప్రవేశించినప్పుడు, 'లూసిఫెరిన్' క్రియాశీలమై, కాంతిని పుట్టిస్తుంది. ఆక్సిజన్ సరఫరా తగ్గగానే కాంతి ఆగిపోతుంది.

ఈ ప్రక్రియను అసాధారణమైన ఖచ్చితత్వంతో నియంత్రించడంలో ఈ పురుగుల నాడీ వ్యవస్థ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.

అలాగే మిణుగురుల మధ్య ఉండే సమన్వయంపై జరిగిన పరిశోధనలు ఆసక్తికరమైన గణిత నమూనాలను కూడా వెల్లడించాయి.

మగ మిణుగురులు తమ సమీపంలోని ఇతర మిణుగురుల మెరుపుల ఆధారంగా, ఒక 'జీవ సమాచార నెట్‌వర్క్' లాగా పనిచేస్తూ తమ కాంతి లయను సర్దుబాటు చేసుకుంటాయని అధ్యయనాలు చెబుతున్నాయి.

ప్రపంచవ్యాప్తంగా సుమారు 2,200 మిణుగురు పురుగుల జాతులు ఉన్నాయి.

ప్రతి జాతికి కాంతిని ఇచ్చే లార్వా దశ ఉంటుంది.

అయితే, 'స్మిత్సోనియన్' పత్రిక కథనం ప్రకారం... అన్ని రకాల మిణుగురు పురుగులకు పూర్తిగా పెరిగిన దశలో కాంతిని ఇచ్చే సామర్థ్యం ఉండదు.

ఫ్లోరిడా వ్యవసాయ, వినియోగదారుల సేవల విభాగం జీవశాస్త్రవేత్త, ప్రపంచ మిణుగురు జాతుల జాబితాను రూపొందిస్తున్న ఆలివర్ కెల్లర్ వ్యక్తం చేసిన అభిప్రాయం ప్రకారం.. సుమారు 60 నుంచి 75 శాతం జాతులకు మాత్రమే పెరిగిన తర్వాత కూడా మెరిసే గుణం ఉంటుంది.

''ఈ జాతులు ఎక్కువగా ఆసియాలోనూ, ఉత్తర అమెరికాలోని రాకీ పర్వతశ్రేణులకు తూర్పున ఉన్న ప్రాంతాలలోనూ కనిపిస్తాయి. గాలి, నేల తేమగా ఉన్న చోట మిణుగురులు బాగా వృద్ధి చెందుతాయి'' అని కెల్లర్ పేర్కొన్నారు.

మిణుగురు పురుగుల 'ప్రేమ భాష'

చాలామంది మెరుస్తూ ఎగిరే మిణుగురు పురుగులను మాత్రమే గమనిస్తారు. కానీ, వాటి జీవితంలో ఎక్కువ భాగం భూగర్భంలోనో లేదా రాలిన ఎండుటాకుల మధ్యనో గడిచిపోతుంది.

సాధారణంగా ఆడ మిణుగురు పురుగులు తేమగా ఉన్న మట్టిలో, నాచు మీద లేదా కుళ్లిపోతున్న ఆకులపై గుడ్లు పెట్టినప్పుడు వాటి జీవిత చక్రం ప్రారంభమవుతుంది.

ఉత్తర అమెరికాలో మిణుగురు పురుగుల పరిరక్షణ కోసం పనిచేస్తున్న 'ఫైర్‌ఫ్లై అట్లాస్' సంస్థ అందించిన సమాచారం ప్రకారం... ''గుడ్ల నుంచి బయటకు వచ్చిన తర్వాత, ఇవి కాంతిని వెదజల్లే చిన్న పురుగులు (లార్వా)గా తమ జీవితాన్ని ప్రారంభిస్తాయి.

జాతిని బట్టి మిణుగురు పురుగులు ఎక్కడైనా కొన్ని నెలల నుంచి రెండు మూడేళ్ల వరకు జీవిస్తాయి. అయితే, ఇందులో ఎక్కువ భాగం అవి లార్వా దశలోనే గడుపుతాయి. ఈ సమయంలో అవి నత్తలు, సాలెపురుగులు, ఇతర చిన్న పురుగులు, వెన్నెముక లేని జీవులను వేటాడుతూ ఆహారంగా తీసుకుంటాయి.

అంతేకాకుండా, చాలా రకాల మిణుగురు పురుగులు తమ ఎరను తినడానికి ముందు, వాటి శరీరంలోకి జీర్ణరసాలను లేదా మొద్దుబారిపోయేలా చేసే రసాయనాలను పంపుతాయి. అదే సమయంలో, పూర్తిగా పెరిగిన మిణుగురు పురుగులు తమ స్వల్పకాలిక జీవితంలో ఎక్కువగా తేనెను, పుప్పొడిని మాత్రమే తీసుకుంటాయి లేదా కొన్నిసార్లు అసలు ఏమీ తినకుండానే గడిపేస్తాయి.

చాలా జాతులలో, ఈ పురుగులు పూర్తిగా ఎదిగిన తర్వాత కేవలం కొన్ని వారాలు మాత్రమే జీవిస్తాయి. ఈ దశలో వాటి ప్రధాన లక్ష్యం కేవలం పునరుత్పత్తి మాత్రమే.

అవి ఉత్పత్తి చేసే కాంతి, పునరుత్పత్తి ప్రక్రియలో భాగంగా జరిగే సమాచార మార్పిడిలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.

ప్రపంచంలోని ప్రముఖ మిణుగురు పురుగుల పరిశోధకులలో ఒకరైన 'సైలెంట్ స్పార్క్స్: ది వండరస్ వరల్డ్ ఆఫ్ ఫైర్‌ఫ్లైస్' పుస్తక రచయిత్రి, జీవశాస్త్రవేత్త సారా లూయిస్ ఈ మిణుగురు పురుగుల కాంతిని "ప్రేమ భాష" అని అభివర్ణించారు.

ఆమె తెలిపిన వివరాల ప్రకారం, ప్రతి జాతి తనదైన ప్రత్యేకమైన కాంతి సంకేతాల ద్వారా సంభాషణ జరుపుతాయి. మగ మిణుగురు పురుగులు ప్రతిదీ ఒక ప్రత్యేకమైన రీతిలో కాంతిని విడుదల చేసినప్పుడు ఆడమిణుగురు ఆ కాంతికి ప్రతిస్పందించి తనకు నచ్చిన జతను ఎంచుకుంటుంది.

ఉదాహరణకు, కొన్ని జాతులలో మగ పురుగులు ఎగిరేటప్పుడు ప్రతి కొన్ని సెకన్లకు ఒకసారి మెరుస్తుంటాయి. ఆడ పురుగులు తిరిగి సమాధానం ఇవ్వడానికి వీలుగా అవి కచ్చితమైన వ్యవధిని పాటిస్తాయి.

ఆడ పురుగు తన జతను విజయవంతంగా గుర్తించడానికి ఈ సమయ వ్యవధి చాలా ఖచ్చితంగా ఉండాలి.

"మెరుపు నిడివిలో చిన్న మార్పు కూడా ఆ మగ పురుగు ఆడ పురుగును ఆకర్షించగలదా లేదా? పునరుత్పత్తి జరుగుతుందా లేదా? అనే విషయాన్ని నిర్ణయిస్తుంది" అని పరిశోధకులు నమోదు చేశారు. ఈ ప్రత్యేక అనుకూలత, మిణుగురు పురుగులు మరే ఇతర జాతులతో జతకట్టకుండా నిరోధించడంలో సహాయపడుతుంది.

సులభంగా చెప్పాలంటే, రకరకాల మిణుగురు జాతులు నివసించే దట్టమైన అడవుల్లో లేదా చిత్తడి నేలల్లో, వాటి మధ్య ఉండే ఈ భిన్నమైన కాంతి నమూనాలు వాటిని వేరు చేసి చూపించే 'గుర్తింపు కార్డుల' మాదిరిగా పనిచేస్తాయి.

రక్షణ కవచంగా 'జీవ కాంతి'

మిణుగురు పురుగులు విడుదల చేసే ఈ సహజమైన వెలుగు 'వాటిని శత్రువులకు స్పష్టంగా కనిపించేలా చేస్తుంది కదా, దీనివల్ల అవి సులభంగా ఇతర జీవులకు ఎర అయ్యే ప్రమాదం ఉంది కదా?' అనే సందేహం కలగవచ్చు.

కానీ, 2024 జూన్‌లో 'ఆక్స్‌ఫర్డ్ అకాడమిక్' జర్నల్‌లో ప్రచురితమైన ఒక పరిశోధనాత్మక వ్యాసం ప్రకారం... మిణుగురులలో 'లూసిఫుగాసిన్' అనే ఆత్మరక్షణ రసాయనాలు ఉంటాయి.

ఈ విషపూరిత రసాయనం వల్ల పక్షులు, సాలెపురుగులు, కప్పలు, బల్లులు వంటి వేటాడే జీవులకు మిణుగురు పురుగుల రుచి నచ్చదు. అంతేకాదు అది వాటికి విషతుల్యంగా మారుతుంది.

అంటే, విష కప్పలు, కొన్ని రకాల సీతాకోకచిలుకలలో కనిపించే ప్రకాశవంతమైన రంగుల మాదిరిగానే మిణుగురుల వెలుగు కూడా శత్రువులకు ఒక 'హెచ్చరిక సంకేతం' లాగా పనిచేస్తుంది.

మిణుగురు పురుగులలో ఈ జీవ కాంతి ప్రధానంగా పునరుత్పత్తి కోసం ఒక సమాచార మార్పిడి సాధనంగా అందరికీ తెలుసు. అయితే, గుడ్లు, లార్వా దశల్లో కూడా ఇవి కాంతిని వెదజల్లడం వాటికి ఒక రక్షణ కవచంగా, శత్రువులను హెచ్చరించే సంకేతంగా ఉపయోగపడుతుందని పరిశోధనలు వెల్లడిస్తున్నాయి.

(బీబీసీ కోసం కలెక్టివ్ న్యూస్‌రూమ్ ప్రచురణ)

(బీబీసీ తెలుగును వాట్సాప్‌,ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)