https://frosthead.com

Fantastiske bilder avslører det skjulte lyset i undervannslivet


Denne artikkelen er fra Hakai Magazine, en online publikasjon om vitenskap og samfunn i kystøkosystemer. Les flere historier som dette på hakaimagazine.com.

Når jeg stiger ned i mørke farvann, avslører de blå lommelyktene en fantastisk visning av lysrør fra noen av korallene og marine skapningene nedenfor. Normalt vanskelig å oppdage med det blotte øye, lyser dette hemmelige, fargerike lysshowet like lyst som et diskotek fra 80-tallet i lysene.

Fluorescens på skjæret oppstår når kortere bølgelengde blått lys tas opp av spesielle proteiner i vev og blir gitt ut igjen som lengre bølgelengde greener, røde, appelsiner og gule. Mens havet naturlig filtrerer lys og lar den undervannsverden overhode være støpt i blått under 15 meter eller så, stimulerer tilsetningen av konsentrert blått lys fra lommelyktene og lommelyktene festet til kamerariggen min den sterkeste responsen fra de fluorescerende proteinene. Gule filtre på linsene mine og dykkemasken blokkerer det stimulerende blå lyset, slik at jeg kan se og fange hele omfanget av det psykedeliske opptoget.

Jeg har fotografert marin fluorescens i over 25 år og fanget den fra Rødehavet til Filippinene. Jeg jobber alltid om natten, når fluorescens er mest uttalt mot den mørke bakgrunnen.

Marin fluorescens ble en gang avvist som et fenomen uten biologisk funksjon, men forskere over hele verden avslører gradvis dens kompliserte roller. Langt fra biologisk irrelevant er proteiner kanskje kritiske for helsen til revens økosystem og dens evne til å reagere på stress.

Foto- eller fluorescerende proteiner som er ansvarlige for fluorescens, også kjent som pigmenter, er allsidige molekyler. På de grunne, der solstrålene er intense, fungerer proteinene som en type solkrem for et korallrev, noe som reduserer lysstresset.

I dypere, mørkere farvann tjener disse proteinene i noen typer koraller til å styrke lyset i stedet. Alle koraller lever i symbiose med alger som gir energi til verten deres gjennom fotosyntesen. Proteinene hjelper sele og trakter tilgjengelig lys, og sikrer at selv alger dypt inne i en korallceller har tilgang til det.

scorpion De fleste av de 83 kryptiske artene som marinbiolog Maarten De Brauwer og teamet hans dokumenterte lysstoffrør er rovdyr, inkludert den tasslede skorpionfisken, som jakter mindre fisk og krepsdyr. Denne spesielle ble funnet i Egyptens Rødehavet. (Louise Murray)

Mengden fluorescerende protein en korall produserer bestemmes av genetikk og hvor sterkt genene uttrykkes. "Det er stor variasjon i pigmentproduksjon mellom individer av samme art, " forklarer Jörg Wiedenmann, leder for Coral Reef Laboratory ved University of Southampton i Storbritannia. "Den ene fluoriserer kanskje sterkt mens den andre produserer liten eller ingen farge." En korall med dramatisk biofluorescens kan vokse tregere enn den mindre fargerike naboen under normale forhold, da den bruker mer av sin energi på å produsere fluorescerende proteiner, men det kan ha en fordel når beskattes av sollys.

Marine fluorescenser eksisterer i en rekke marine organismer, i tempererte og tropiske farvann. Hvis rollene til de fluorescerende molekylene nå er relativt godt forstått i koraller, kan ikke det samme sies om deres formål med fisk. "Men det er tydelig at fluorescens spiller en viktig rolle i livene til noen fisker, " sier Nico Michiels, en økolog ved University of Tübingen i Tyskland, med forbehold om at data fortsatt er begrenset og foreløpig. Biologer har oppdaget at noen fisk har gule filtre i øynene, noe som ser ut til å støtte teorien om at biofluorescens er mye mer enn et ganske biprodukt.

Michiels team undersøkte hundrevis av fiskearter for fluorescens og fant tydelige mønstre. Mindre arter er mer sannsynlig å fluorescere enn større. Det er også en sterk sammenheng mellom en svært kamuflert livsstil og lys fluorescens. Bakhøyde rovdyr, som steinfisk og skorpionfisk, er gode eksempler: De ødelagte fluorescensmønstrene på disse fiskene kan hjelpe dem til å blande seg i en lysstoffrørsrev. Hos noen arter med tydelige forskjeller i utseende mellom menn og kvinner, ser fluorescens også ut til å spille en rolle i seksuell tiltrekning.

Små fisker som bor på skoler kan også bruke rød fluorescens i øyeområdet for kommunikasjon på kort avstand. Rødt lys vil ikke ferdes langt under vann, så fisk som fornyet goby kan kommunisere i en sverm uten å tiltrekke seg rovdyrs oppmerksomhet. Den hårete froskfisken, som er en del av familien fiskerfisk, har fluorescerende proteiner i lokken, noe som kan bidra til å tiltrekke seg uforsiktige byttedyr. Og forskere mistenker at noen fisk avgir fluorescens slik at lyset deres reflekteres av byttene sine, noe som gjør det potensielle måltidet lettere å finne.

Sterkt kamuflerte arter blir ofte klassifisert som mangelfulle data for utryddelsesrisiko fordi de er så vanskelig å finne. Men den belgiske marinbiologen Maarten De Brauwer ved University of Leeds i Storbritannia undersøkte hundrevis av fisk utenfor Indonesia, Christmas Island og Cocos Islands, og fant at 87 prosent av artene regnet som kryptisk bruker fluorescens. Inspirert av arbeidet med korallforskere som har brukt blå lys for å oppdage nye, veldig små korallkolonier, så han på om blålys kunne hjelpe forskere med å finne og telle vanskelige å finne arter som den ørsmå pygmy sjøhesten. "Vi klarte å finne dobbelt så mange sjøhester med blålys enn under normale undersøkelsesforhold, " sier han. "Siden biofluorescens er allestedsnærværende hos kryptiske arter, ser blått lys ut som et veldig nyttig verktøy for å kartlegge dyr som ellers ville bli oversett."

Det gjenstår mye å oppdage om fluorescens i livet i havet, men utstyr deg med et blått lys og dine egne gule filtre, og du kan se det selv.

Redeye Goby Den bittelille raudbenken finnes i små grupper som svømmer rundt Acropora korall og fôrer på dyreplankton. Fisken har lysstofrende øyne, noe som kan tillate den å kommunisere skjult med andre medlemmer av gruppen. Denne bestemte gobyen svømte i Rødehavet. (Louise Murray) Pink Anemonefish De sterkt fluorescerende tentaklene til denne anemonen på Filippinene lyser opp sin bosittende rosa anemonfisk og kan lokke til planktonisk byttedyr for anemonen å spise på. (Louise Murray) Coral Reef i Anilao Et vidvinkelskudd av et korallrev i Anilao, Filippinene, tent med blått lys om natten, viser lysstoffrør. I grunt vann fluorescerer harde koraller hovedsakelig grønt eller gult, mens svamper og myke koraller ofte lyser rosa og rødt. Hisseduper, for eksempel denne fjærstjernen som strømmer inn strømmen, kan fluorescere, men årsaken til at noen individer gjør det er ennå ikke kjent. (Louise Murray) Korallrev i Dauin Et korallrev i Dauin, Filippinene, blender med farger. (Louise Murray) Gracile Lizardfish Lizardfishen med gracile har ujevn fluorescens som kan hjelpe den å smelte sammen i den ujevn bakgrunn der den ligger og venter på å passere små byttedyr. Fotografert på Apo Island, Filippinene. (Louise Murray) Tube-anemoner Røranemoner ligger begravd under sanden om dagen. De er vanskelige å fotografere, da de begge er følsomme for lys og trykkbølgene fra en nærmer seg dykker. Den sterkeste grønne fluorescensen i dette bildet omgir skapningenes munn, men dens sviende tentakler gir grønne flekker som kan tiltrekke seg det planktoniske byttet. Fotografert på Apo Island. (Louise Murray) Sjøstjerne En blå sjøstjerne, som ikke lysstoffrør, ligger på toppen av en knallgrønn og gul hard korall ved et skjær i Dauin. (Louise Murray) Nembrotha Kubaryana Hvorfor rhinoforene, gjellene, munnstykkene og kanten av denne Nembrotha kubaryana nudibranch-fluorescen ikke er kjent, men pigmentene kan tjene til å annonsere dens giftige natur til å være rovdyr. Fotografert i Dauin. (Louise Murray) Squat Hummer En knebbete hummer som fanger marine ormer og fiskelarver skiller seg ut på overflaten av en knallfarget grønn og lilla lysstoffrød hard korall i Dauin. (Louise Murray) Anemone Den livlige fluorescensen av en anemons tentakler skiller seg ut mot den mørke vulkanske sandstranden i Dauin. (Louise Murray) Tørret sjøhest Den tornete sjøhesten finnes ofte med halen svøpt rundt svamper eller algeutvekster. Denne personen, fotografert i Lembeh-stredet, Indonesia, lysrød rødt mens jeg jaktet om natten. Ikke alle individer lysstoff. (Louise Murray) Rosa tippede polypper De rosa tippede polyppene av denne koralen i Dauin strekker seg om natten for å fange plankton for å supplere sukkerene som koraller får fra de fotosyntetiske algene som lever i vevet. (Louise Murray)
Fantastiske bilder avslører det skjulte lyset i undervannslivet