https://frosthead.com

Невероятни снимки разкриват скритата светлина на подводния живот


Тази статия е от списание Hakai, онлайн публикация за науката и обществото в крайбрежните екосистеми. Прочетете още подобни истории в hakaimagazine.com.

Докато слизам в тъмни води, сините ми фенерчета разкриват ефектен дисплей от флуоресцентни цветове, греещи от някои от коралите и морските същества отдолу. Обикновено трудно за разпознаване с просто око, тази тайна, цветна светлинна изява проблясва ярко като дискотека от 80-те в лъча на моите светлини.

Флуоресценцията на рифа възниква, тъй като синята светлина с по-къса дължина на вълната се абсорбира от специални протеини в тъканите и се възвръща като зелени, червени, портокали и пожълтели с по-голяма дължина на вълната. Докато океанът естествено филтрира светлината, оставяйки подводния свят главно в синьо под 15 метра или повече, добавянето на концентрирана синя светлина от фенерчетата и светкавиците, прикрепени към моята камера, стимулира най-силния отговор от флуоресциращите протеини. Жълтите филтри на лещите ми и маската за гмуркане блокират стимулиращата синя светлина, което ми позволява да виждам и улавям пълната степен на психеделичния спектакъл.

Фотографирам морска флуоресценция повече от 25 години, заснемайки я от Червено море до Филипините. Винаги работя през нощта, когато флуоресценцията е най-изразена на тъмния фон.

Морската флуоресценция някога беше отхвърлена като явление без биологична функция, но учените по света постепенно излагат сложните й роли. Далеч не са биологично важни, протеините са може би от решаващо значение за здравето на рифовата екосистема и способността й да реагира на стрес.

Фото или флуоресцентни протеини, отговорни за флуоресценцията, известни също като пигменти, са многостранни молекули. В плитчините, където слънчевите лъчи са интензивни, протеините действат като вид слънцезащитен крем за коралов риф, намалявайки лекия стрес.

В по-дълбоки, по-тъмни води тези протеини в някои видове корали служат за засилване на светлината. Всички корали живеят в симбиоза с водорасли, които осигуряват енергия на своя домакин чрез фотосинтеза. Протеините помагат за извличане и задържане на наличната светлина, като гарантират, че дори водораслите дълбоко в клетките на корала имат достъп до него.

Scorpionfish Повечето от 83-те криптични вида, които морският биолог Маартен Де Брауер и неговият екип са документирали флуоресциране, са хищници, включително и изкопаемата скорпионска риба, която ловува по-малки риби и ракообразни. Този конкретен е открит в Червено море в Египет. (Луиз Мъри)

Количеството на флуоресцентния протеин, произвеждан от коралите, се определя от неговата генетика и колко силно се експресират гените. „Има голямо разнообразие в производството на пигменти между индивиди от един и същи вид“, обяснява Йорг Виденман, ръководител на лабораторията за коралови рифове в университета в Саутхемптън в Обединеното кралство. "Човек може да флуоресцира силно, докато другият произвежда малко или никакъв цвят." Корал с драматична биофлуоресценция може да расте по-бавно от по-малко цветния си съсед при нормални условия, тъй като изразходва повече от енергията си за производство на флуоресцентни протеини, но може да има предимство, когато облаган с слънчева светлина

Морската флуоресценция съществува в различни морски организми, в умерени и тропически води. Ако ролите на флуоресцентните молекули сега са сравнително добре разбрани в коралите, същото не може да се каже за тяхното предназначение в рибите. „Но е ясно, че флуоресценцията играе важна роля в живота на някои риби“, казва Нико Михиелс, еколог от университета в Тюбинген в Германия, с предупреждението, че данните все още са ограничени и предварителни. Биолозите са открили, че някои риби имат жълти филтри в очите, което изглежда подкрепя теорията, че биофлуоресценцията е много повече от доста страничен продукт.

Екипът на Michiels изследва стотици видове риба за флуоресценция и открива различни модели. По-малките видове са по-склонни да флуоресцират от по-големите. Съществува и силна връзка между силно камуфлиран начин на живот и ярка флуоресценция. Засада хищници, като морски камъни и скорпион, са добри примери: Нарушените модели на флуоресценция на тези риби могат да им помогнат да се съчетаят с флуоресциращ рифов фон. При някои видове с ясно изразени различия във външния вид между мъжете и жените, изглежда, че флуоресценцията играе роля и за сексуалното привличане.

Малките риби, които живеят в училищата, също могат да използват червена флуоресценция в окото си за комуникация на къси разстояния. Червената светлина няма да пътува далеч под водата, така че рибите като червеното гоби могат да общуват в рояк, без да привличат вниманието на хищници. Космената жаба, част от семейството на рибата, има флуоресцентни протеини в примамката си, което може да помогне за привличане на нежелана плячка. И учените подозират, че някои риби излъчват флуоресценция, така че светлината им се отразява от погледите на плячката им, което прави потенциалната храна по-лесна за намиране.

Силно камуфлираните видове често се класифицират като данни, които имат недостиг на риск от изчезване, тъй като те са толкова трудни за намиране. Но белгийският морски биолог Маартен Де Брауер от университета в Лийдс в Обединеното кралство изследва стотици риби извън Индонезия, Коледа и Кокосовите острови и откри, че 87 процента от видовете смятат за криптична флуоресценция. Вдъхновен от работата на учени от корали, които са използвали сини светлини, за да забележат нови, много малки коралови колонии, той погледна дали сините светлини могат да помогнат на изследователите да намерят и преброят трудно намирани видове като малкия пигмей морски кон. „Успяхме да намерим двойно по-голям брой морски кончета със сини светлини, отколкото при нормални условия на проучване“, казва той. „Тъй като биофлуоресценцията е повсеместна при криптичните видове, синята светлина изглежда като много полезен инструмент за изследване на животни, които иначе биха били пренебрегвани.“

Остава много да се открие за флуоресценцията в морския живот, но се оборудвайте със синя светлина и собствени жълти филтри и може да се убедите сами.

Реди Гоби Мъничкото червено кефче се среща в малки групи, плуващи около коралите на Acropora и се хранят с зоопланктон. Рибата има ярко флуоресциращи очи, което може да й позволи да общува скрито с другите членове на групата. Тази конкретна каша плуваше в Червено море. (Луиз Мъри) Розова анемонефина Ярко флуоресциращите пипала на този анемон във Филипините осветяват обитаващите му розови анемонефи и могат да примамват в планктонна плячка анемонът да обядва. (Луиз Мъри) Коралов риф в Анилао Широкоъгълна снимка на коралов риф в Анилао, Филипини, осветена със синя светлина през нощта, показва флуоресцентни пигменти. В плитки води твърдите корали преобладават флуоресцентно зелено или жълто, докато гъбите и меките корали често флуоресцират розово и червено. Ехинодермите, като тази перовидна звезда, която се храни в течение, може да флуоресцира, но причината, поради която някои хора правят, все още не е известна. (Луиз Мъри) Коралов риф в Дауин Коралов риф в Даун, Филипини, заслепява с цвят. (Луиз Мъри) Gracile Lizardfish Грацилният гущер има неравномерна флуоресценция, което би могло да му помогне да се слее в петнастия фон, където чака да премине малка плячка. Снимано на остров Апо, Филипини. (Луиз Мъри) Анемони в тръбата Анемоните на тръбите лежат заровени под пясъка през деня. Те са трудни за фотографиране, тъй като са чувствителни към светлина и вълни под налягане от приближаващ водолаз. Най-силната зелена флуоресценция в това изображение заобикаля устата на съществото, но жилещите му пипала имат спортни зелени петна, които могат да привлекат планктонната му плячка. Снимано на остров Апо. (Луиз Мъри) Морска звезда Синя морска звезда, която не е флуоресцентна, лежи на върха на яркозелен и жълт твърд корал при риф в Дойн. (Луиз Мъри) Немброта Кубаряна Само защо ринофорите, хрилете, устните и част от тази флуоресценция на Nembrotha kubaryana nudibranch не са известни, но пигментите могат да служат за рекламиране на токсичната му природа за евентуални хищници. Снимано в Дауин. (Луиз Мъри) Клякам омар На повърхността на ярко оцветен зелен и лилав флуоресцентен твърд корал в Доуин се откроява клек омар, улавящ морски червеи и риби ларви. (Луиз Мъри) съсънка Ярката флуоресценция на пипалата на анемона се откроява срещу тъмните вулканични пясъци на Дойн. (Луиз Мъри) Торни морски кон Бодливият морски кон е често срещан с опашката, обвита около гъби или водорасли. Този индивид, сниман в пролива Лембе, Индонезия, флуоресцира в червено, докато ловува през нощта. Не всички индивиди флуоресцират. (Луиз Мъри) Полипи с розов тип Розовите полипи на този корал в Даун се простират през нощта, за да уловят планктон, за да допълнят захарите, които коралът получава от фотосинтетичните водорасли, които живеят вътре в тъканите му. (Луиз Мъри)
Невероятни снимки разкриват скритата светлина на подводния живот