Weź mi tu poświeć

W morskiej głębi, poniżej 130 metrów, jest zbyt mało światła by mogły żyć rośliny, jednak absolutne ciemności występują znacznie głębiej, dopiero 800m pod powierzchnią. W strefie półmroku żyje mnóstwo ryb, które zajmują się grą w chowanego – a jest to gra na śmierć i życie. Jako że w toni oceanu nie bardzo jest za czym się schować, wystarczy by drapieżnik spoglądał w górę i wypatrywał cienia potencjalnej ofiary. Właśnie dlatego ryby zamieszkujące tę strefę mają oczy skierowane nie do przodu czy na boki, ale w górę. Najsławniejszym ich przykładem jest Macropinna microstoma, u której pod galaretowatą kopułą na głowie kryje się para ogromnych oczu, powszechnie branych za mózg. Z kolei to co skłonni jesteśmy brać za oczy, to dołki nosowe.

Macropinna microstoma by MBARI
Macropinna microstoma © Monterey Bay Aquarium Research Institute; dostęp: Fishbase.org

Jak w takich okolicznościach nie stać się czyimś posiłkiem? Wiele gatunków ryb formuje ławice, ale te które nie najlepiej czują się w tłumie, często maskują się światłem. Powszechnym sposobem jest luminescencja. Przy niewielkim nakładzie energetycznym dolna strona ciała mieszkańców batialu świeci łagodnym turkusowym światłem emitowanym przez symbiotyczne bakterie. Jeżeli tylko uda się zgrać jego intensywność z jasnością tła, istota staje się praktycznie niewidzialna.

glow hatchet fish przeźreń
Przedstawiciel topornikowatych Sternoptchinae i jego świecący brzuch. Dzień ryby te spędzają na głębokości 600m, w nocy podpływają wyżej i żywią się planktonem. Zdjęcie z domeny publicznej. Dostęp: extrememarine.org.uk

Innym sposobem luminescencji jest fluorescencja. W odróżnieniu od bioluminescencji fluorescencja nie wymaga stałego nakładu energii ani nawiązywania współpracy ze świecącymi bakteriami, gdyż jest to taki sposób świecenia, który wykorzystuje docierające światło. Spotykamy się z tym zjawiskiem w zegarkach, świetlówkach i w miejscach gdzie lampy UV wydobywają niewidzialne w zwykłym świetle wzory w salach zabaw dla dzieci czy dla dorosłych. Światło określonej barwy – to istotne! – padające na cząsteczkę fluoroscencyjną wzbudza jej molekuły do świecenia światłem o nieco dłuższej fali a zjawisko trwa dopóki światło dociera do cząsteczki. Sposób jest bardzo powszechny w przyrodzie, od roślin przez papugi i pajęczaki po krewetki i jamochłony. Ryby żyjące w jasnym środowisku, upiększają się wytwarzając w skórze fluoroscencyjne białka, które nadają im jaskrawych odcieni zieleni czy czerwieni.

journal.pone.fluoroscencja
Przykłady fosforyzujących ryb. Zdjęcie pochodzi z publikacji Sparks i inni; 2014. Szczegółowy opis tutaj.

Bohater dzisiejszego odcinka wykorzystuje ten trick do polowania. Chlorophthalmus, co można przetłumaczyć jako zielonook, wyposażony jest w barwnik fluorescencyjny, który ulega wzbudzeniu wobec turkusowego światła pochodzącego z luminescencji maskującej potencjalne ofiary. Największa koncentracja tego barwnika jest w soczewkach wielkich oczu tych ryb, które w obecności światła pochodzącego z bioluminescencji dosłownie rozjarzają się zielonym światłem, jednocześnie wykrywając cel, doświetlając pole ataku i ogłupiając ofiarę. Chlorophthalmus zarówno w ciemności jak i przy naturalnym oświetleniu docierającym z powierzchni oceanu nie fluoryzuje w ogóle, chociaż spodnia strona ciała tych ryb może być wyposażona w luminesceencyjny narząd świetlny dający mu ochronę przed drapieżnikami – z wyłączeniem pobratymców. Ryby te występują w ciepłych i umiarkowanych morzach całego świata na głębokości od 50 do 1000 metrów. Przeważnie mierzą około 20cm, a maksymalnie do 40cm. Rodzaj ten obejmuje 17 opisanych gatunków, które poławiane są lokalnie w niewielkich ilościach.

465px-Shortnose_greeneye_Chlorophthalmus_agassizi
Na zdjęciu Chlorophthalmus w świetle naturalnym i oświetlony światłem luminescencyjnym, wzbudzającym fluorescencję. Źródło: NOAA Photo Library, dostęp: wikimedia

Ryby głębinowe, takie jak znana wam żabnica, używają luminescencji w innym celu. Ich narządy świetlne, będące siedliskami świecących bakterii stanowią wabiki dla potencjalnych ofiar.

W rybactwie funkcjonuje termin „bycatch”, po naszemu „przyłów”. Określa on ryby złowione przypadkiem, nie będące celem połowu. Podczas zbierania materiałów do tej notki przytrafił mi się zabawny przyłów dotyczący luminescencyjnych ryb. Niektóre gatunki mają narząd świetlny położony tylko wokół odbytu. Te rybki odwracają znaczenie porzekadła „ciemno jak w …” 😉

Narządy świetlne zasiedlone przez symbiotyczne bakterie często występują wewnątrz ciała, w jelitach lub gardzieli. Uważa się, że wypuszczenie chmury święcącego płynu z takich narządów dezorientuje napastnika i pozwala uciec potencjalnej ofierze podobnie (tylko na odwrót) jak wyrzut substancji atramentowej przez kałamarnice.

Tomasz Kijewski

Jeśli chcesz wiedzieć więcej:

Anastasopoulou A. i Kapiris K.: Feeding ecology of the shortnose greeneye Chlorophthalmus agassizi Bonaparte, 1840 (Pisces: Chlorophthalmidae) in the eastern Ionian Sea (eastern Mediterranean); Journal of Applied Ichtiology; 2008

Dunlap P.V. i Ast J.C.: Genomic and phylogenetic characterization of luminous bacteria symbiotic with the deep-sea fish Chlorophthalmus albatrossis (Aulopiformes: Chlorophthalmidae); Applied and Environmental Microbiology; 2005

Priede I.G.: Deep-Sea Fishes Biology, Diversity, Ecology and Fisheries; Cambridge University Press 2017 (dostęp: books.google.pl)

Sparks J.S. i inni: The Covert World of Fish Biofluorescence: A Phylogenetically Widespread and Phenotypically Variable Phenomenon; PLOS One 2014

Sweeney A.: A Fish-eye View; oceanexplorer.noaa.gov 2004

Obrazek w nagłówku: kadr z filmu „Gdzie jest Nemo” © Pixar oraz Walt Disney Pictures; dostęp: http://bioluminescenctprcoesses.weebly.com

Żabnicokształtne

Ryby głębinowe są dziwne niejako z definicji. Życie na głębokości 1000 metrów toczy się w ciemnościach i ciśnieniu rzędu 100 atmosfer. Z tą ciemnością to lekko przesadziłem, bo ten podwodny świat rozbłyskuje światełkami, które noszą na sobie żyjące tam stworzenia. Rzadko jednak, jeśli w ogóle, te światełka mają na celu organizację randki jak u lądowych zwierząt. W głębinach błyski i latarenki są wabikami zdobyczy, dla których porzekadło „podążaj ku światłu” ma bardzo dosłowny wydźwięk. Ale o świeceniu przeczytacie wkrótce w osobnej notce, a dziś zerknijcie tylko na żabnicę Caulophryne jordani, która zrobiła ostatnio sporą karierę dzięki unikalnemu filmowi nagranemu 800 metrów pod powierzchnią Atlantyku, w rejonie Azorów. Nie mogło go zabraknąć na tym blogu.

Długie wypustki są właśnie narządami świetlnymi, ale nie mniej interesująca jest istota przyczepiona do brzucha tej ryby. Od 18. sekundy widać ten twór, który jest samcem dozgonnie poślubionym swojej wybrance. Jest samcem – to trochę dużo powiedziane. Póki pływał swobodnie, w pełni zasługiwał na miano ryby, ale gdy tylko znalazł wybrankę i wgryzł się w jej ciało (nikt nie widział czy zaloty tych ryb są pełne przemocy, czy romantyzmu), zaczął przeistaczać się w pasożyta, zatracając właściwie wszystkie swoje narządy, oprócz jąder które robią co do nich należy by zapewnić ciągłość rodu. Samice tego i innych gatunków żabnic nie są monoandryczne. Wyławiano takie, które miały po kilku „mężów” wrośniętych w ciało.

Zapraszam na film.

 

Zdjęcie w nagłówku przedstawia kadr z filmu. © Rebikoff-Niggeler Foundation

Tomasz Kijewski