De som følger med på adventskalenderen vår har kanskje sett at vi den siste tiden har skrevet mye om lys og mørke. Det blir gjerne sånn når adventstiden er over oss, og den nordlige halvkule tipper litt bort fra solen. Vi pynter med stjerner eller blinkende lys i og rundt hjemmene våre, kanskje for å si at vi er hjemme og gjerne vil ha koselig besøk – eller kanskje for å jage bort de som ikke liker julepynting like godt som vi selv?
I det mørke, dype havet blinker det hele året. Mange dyr og en del alger har utviklet det vi kaller bioluminiscens – det beste norske ordet er kanskje “morild” (“flammer i havet”, hvis vi skal tolke direkte). Det er mange og gode grunner til å lage sitt eget lys hvis man bor i dyphavet, så mange at denne egenskapen har utviklet seg flere ganger og hos forskjellige organismegrupper. Dette kan vi se fordi det er mange forskjellige biokjemiske reaksjoner som lager lys i havet.
Morild (dinoflagellater) synlig gjennom havisen. Foto Geir Johnsen, NTNU
Det er ikke mange vi vet om som lager lys i de delene av havet som er lyse – dette er normalt dyp ned til rundt 200m. Mellom 200 og 1000m har vi en skumringssone, og her er det en del som blinker. Jo dypere vi kommer, dess flere organismer trenger å lage eget lys. Denne “regelen” har et ganske kjent unntak: de algene som dupper i havoverflaten om som vi om sommeren ser som morild – når det glitrer rundt årene om natten når vi skal lyse etter krabbe, eller det blinker i kjølvannet av store båter. Det kan virke som om fysisk forstyrrelse (at vi “dytter” på dem) av disse algene setter igang lysing, men vi vet ikke hvorfor det gjør det. Det kan se ut som om det er en effekt som bare kommer om natten, men vi vet ikke hvorfor det heller. Det er kanskje ikke noe vits i å lyse om dagen? Les mer om dette i Endre sin julekalenderluke .
Bioluminiserende sky etter en krill som har stukket av. Foto: Geir Johnsen, NTNU
Til vanlig observeres og måles bioluminisens ved hjelp av undervannsroboter og kule kamera som vi sender ned i dypet. Men – det å lage lys viser seg å henge sammen med å holde til en plass der det er mørkt – og det trenger nødvendigvis ikke å være i de store dypene. Forrige TangloppeTorsdag handlet om polarnatten, og i det mørket som er i hele havet (månelyset lager det skumringslyst og ikke dagslyst i havet), flytter de prosessene vi ellers for det meste ser i det mørke dyphavet seg til de mørke øvre vannlagene. Da kan vi plutselig observere blinking og lysing mens vi dykker, eller til og med fra overflaten av vannet og isen.
Forskningsprosjektet Mare Incognitum har undersøkt blant annet de lysende organismene i polarnatten. De fant ut at det er dinoflagellater som er hovedlyslageren i de øverste 20-40 metrene av havet, før copepodene Metridia longa tar over ansvaret for det meste lyset. I januar er 80 m dyp den plassen der det lages mest lys, før det avtar en smule lengre ned. Ved hjelp av å analysere bølgelengden og intensiteten på blinkene, klarte forskerne å skille mellom de forskjellige organismene som laget lyset – det er som om de alle har et lys-fingeravtrykk som er forskjellig fra de andre.
Dybdevariasjon av lysmengde og opphavsorganismer til lyset fra Kongsfjorden. Figur 3 fra Cronin HA et al 2016
Det finnes mange grunner til å lage sitt eget lys – dette har blitt satt i system av Haddock (2010) – og vi kan dele det i tre hovedgrunner: forsvar, angrep og kontaktsøking. Angrep er kanskje det som er mest kjent: lampettfiskens lampe som lokker til seg intetanende små byttedyr som lurer på hva dette er for noe (eller som bare lyser opp området rundt seg for å få god oversikt over hvem den vil spise?). Forsvar kan gjøres på mange måter ved hjelp av lysproduksjon: det kan skremme en angriper, en kan gi slipp på et lysende eller blinkende lem for å forvirre den som vil spise resten av den, en del slipper ut vagt lysende væske mens de stikker av, og hos noen som lever i grupper blinker de ytterste i flokken når en fiende nærmer seg. Blinking eller vedvarende lysing kan også brukes til å skaffe seg en partner – det kan sammenlignes med dyphavets lange, tunge blink over baren en sen nattetime. Kanskje allerhelst er det som det korte skjørtet eller den veldig åpne skjortehalsen: den blinkende flørteren viser frem sitt gode (genetiske) materiale…
Forskjellig bruk av bioluminisens. Figur 7 fra Haddock SHD et al (2010), omformet av Ola Reibo for å reflektere arktisk bioluminisens til utstillingen Polarnatt 2015.
Hos krepsdyrene kan det se ut som om bioluminisens har utviklet seg flere ganger – i motsetning til mange av de andre dyregruppene finnes det flere biokjemiske lysløsninger innen denne vide dyregruppen. Amfipodeslekten Scina (i Norge finnes Scina borealis (Sars, 1883)) er Hyperiidaer (de med de store øynene til vanlig) der alle produserer bioluminisens. Dette er for det meste en pelagisk gruppe (de svømmer i havet istedenfor å vandre på havbunnen), det er flest lysende marine dyr som svømmer i motsetning til å sitte på havbunnen.
Scina borealis (Sars, 1883) figur 8 fra GO Sars, 1895. De gule stjernene er lagt til for å vise hvor de lysproduserende cellene er.
På seint 60-tall utførte forskeren P Herring en del forsøk med flere arter Scina (og en del andre enkeltarter av amfipoder som var kjent som bioluminiserende) for å finne ut hvor på kroppen de laget lys, og hvordan lyset ble uttrykt (blinket det, var det sterkt, skjedde andre ting samt idig?). Han hadde levende amfipoder i akvarier, og så tilsatte han små mengder kjemikalier som var kjent som lys-induserende for å se hva som skjedde. Av og til brukte han også små elektriske sjokk for å se om det ville gi en effekt. Han fant ut at Scina har photocytter (lyslagende celler) på antennene, på det lange 5 beinparet, og flere steder på bakkroppen. Disse områdene lager raske, sterke fluoriserende blå lysglimt som pulserer uten noen rytme i rundt 10 sekunder. Etter blinkingen spyr de opp en blåfarget (men ikke lysende) væske som tåkelegger vannet rundt dem. Hele tiden mens dette pågår, stritter de med antennene og bakkroppen i en stiv forsvarsstilling. Med slike observasjoner kan vi nok rimelig trygt si at Scina bruker bioluminisens til å forsvare seg mot predatorer – kanskje både til å skremme og som en innbruddsalarm?
Anne Helene
Litteratur:
Cronin HA, Cohen JH, Berge J, Johnsen G, Moline MA (2016) Bioluminescence as an ecological factor during high Arctic polar night. Scientific Reports/Nature 6, article 36374 (DOI: 10.1038/srep36374)
Haddock SHD, Moline MA, Case JF (2010) Bioluminescence in the Sea. Annual Review of Marine Science 2, 443-493
Herring PJ (1981) Studies on bioluminescent marine amphipods. Journal of the Marine biological Association of the United Kingdoms 61, 161-176.
Johnsen G, Candeloro M, Berge J, Moline MA (2014) Glowing in the dark: Discriminating patterns of bioluminescence from different taxa during the Arctic polar night. Polar Biology 37, 707-713.
