Dit artikel is afkomstig van Hakai Magazine, een online publicatie over wetenschap en maatschappij in kustecosystemen. Lees meer van dit soort verhalen op hakaimagazine.com.
Terwijl ik afdaal in donkere wateren, onthullen mijn blauwe zaklampen een spectaculaire weergave van fluorescerende kleuren die uit sommige van de koralen en zeedieren hieronder schijnen. Normaal moeilijk te detecteren met het blote oog, glanst deze geheime, kleurrijke lichtshow net zo helder als een disco uit de jaren 80 in de straal van mijn lichten.
Fluorescentie op het rif treedt op als blauw licht met een kortere golflengte wordt geabsorbeerd door speciale eiwitten in weefsels en wordt teruggegeven als groen, rood, oranje en geel met een langere golflengte. Terwijl de oceaan op natuurlijke wijze licht filtert, waardoor de onderwaterwereld overwegend in blauw wordt gegoten onder de 15 meter of zo, stimuleert de toevoeging van geconcentreerd blauw licht van de zaklampen en flitspistolen op mijn camera-installatie de sterkste reactie van de fluorescerende eiwitten. Gele filters op mijn lenzen en duikmasker blokkeren het stimulerende blauwe licht, waardoor ik de volledige omvang van het psychedelische spektakel kan zien en vastleggen.
Ik fotografeer al meer dan 25 jaar mariene fluorescentie en leg het vast van de Rode Zee tot de Filippijnen. Ik werk altijd 's nachts, wanneer fluorescentie het meest uitgesproken is tegen de donkere achtergrond.
Mariene fluorescentie werd ooit afgedaan als een fenomeen zonder biologische functie, maar wetenschappers over de hele wereld leggen geleidelijk zijn ingewikkelde rollen bloot. In plaats van biologisch irrelevant, zijn de eiwitten misschien wel cruciaal voor de gezondheid van het ecosysteem van het rif en het vermogen ervan om op stress te reageren.
Foto- of fluorescerende eiwitten die verantwoordelijk zijn voor fluorescentie, ook algemeen bekend als pigmenten, zijn veelzijdige moleculen. In het ondiepe water, waar de zonnestralen intens zijn, fungeren de eiwitten als een soort zonnebrandcrème voor een koraalrif, waardoor de lichtstress wordt verminderd.
In diepere, donkerdere wateren, dienen deze eiwitten in sommige soorten koralen in plaats daarvan om het licht te verbeteren. Alle koralen leven in symbiose met algen die hun gastheer via fotosynthese van energie voorzien. De eiwitten helpen het beschikbare licht te benutten en te trechteren, waardoor zelfs algen diep in de cellen van een koraal toegang kunnen krijgen.
De meeste van de 83 cryptische soorten die marien bioloog Maarten De Brauwer en zijn team fluorescerend hebben gedocumenteerd, zijn roofdieren, waaronder de kwastige schorpioenvis, die op kleinere vissen en schaaldieren jaagt. Deze is gevonden in de Rode Zee van Egypte. (Louise Murray) De hoeveelheid fluorescerend eiwit dat een koraal produceert, wordt bepaald door de genetica en hoe sterk de genen tot expressie worden gebracht. "Er is veel variatie in pigmentproductie tussen individuen van dezelfde soort", legt Jörg Wiedenmann, hoofd van het Coral Reef Laboratory aan de University of Southampton in het Verenigd Koninkrijk, uit. "De een kan sterk fluoresceren, terwijl de andere weinig of geen kleur produceert." belast door zonlicht.
Mariene fluorescentie bestaat in verschillende mariene organismen, in gematigde en tropische wateren. Als de rollen van de fluorescerende moleculen nu relatief goed worden begrepen in koralen, kan hetzelfde niet worden gezegd van hun doel in vissen. "Maar het is duidelijk dat fluorescentie een belangrijke rol speelt in het leven van sommige vissen", zegt Nico Michiels, ecoloog aan de Universiteit van Tübingen in Duitsland, met het voorbehoud dat de gegevens nog beperkt en voorlopig zijn. Biologen hebben ontdekt dat sommige vissen gele filters in hun ogen hebben, wat de theorie lijkt te ondersteunen dat biofluorescentie veel meer is dan een mooi bijproduct.
Het team van Michiels onderzocht honderden vissoorten op fluorescentie en vond duidelijke patronen. Kleinere soorten fluoresceren vaker dan grotere. Er is ook een sterke correlatie tussen een sterk gecamoufleerde levensstijl en heldere fluorescentie. Hinderlaagroofdieren, zoals steenvis en schorpioenvis, zijn goede voorbeelden: de gebroken fluorescentiepatronen op deze vissen kunnen hen helpen overgaan in een fluorescerende rifachtergrond. Bij sommige soorten met duidelijke verschillen in uiterlijk tussen mannen en vrouwen, lijkt fluorescentie ook een rol te spelen bij seksuele aantrekkingskracht.
Kleine vissen die op scholen leven, kunnen ook rode fluorescentie in hun ooggebied gebruiken voor communicatie op korte afstand. Rood licht zal niet ver onder water reizen, dus vissen zoals de roodoogkobber kunnen binnen een zwerm communiceren zonder de aandacht van roofdieren te trekken. De harige zeeduivel, onderdeel van de zeeduivelfamilie, heeft fluorescerende eiwitten in de verleiding, wat kan helpen bij het aantrekken van ongewilde prooien. En wetenschappers vermoeden dat sommige vissen fluorescentie uitstralen zodat hun licht reflecteert uit de ogen van hun prooi, waardoor de potentiële maaltijd gemakkelijker te vinden is.
Sterk gecamoufleerde soorten worden vaak geclassificeerd als gegevensgebrek voor uitstervingsrisico omdat ze zo moeilijk te vinden zijn. Maar de Belgische mariene bioloog Maarten De Brauwer van de Universiteit van Leeds in het Verenigd Koninkrijk ondervroeg honderden vissen uit Indonesië, Christmas Island en de Cocos-eilanden, en ontdekte dat 87 procent van de soorten beschouwd als cryptisch gebruik fluorescentie. Geïnspireerd door het werk van koraalwetenschappers die blauwe lichten hebben gebruikt om nieuwe, zeer kleine koraalkolonies te spotten, keek hij of blauwe lichten onderzoekers konden helpen bij het lokaliseren en tellen van moeilijk te vinden soorten zoals het kleine pygmee zeepaardje. "We waren in staat om het dubbele aantal zeepaardjes met blauwe lichten te vinden dan onder normale onderzoeksomstandigheden, " zegt hij. "Aangezien biofluorescentie alomtegenwoordig is in cryptische soorten, lijkt blauw licht een zeer nuttig hulpmiddel om dieren te onderzoeken die anders over het hoofd zouden worden gezien."
Er valt nog veel te ontdekken over fluorescentie in het onderwaterleven, maar rust jezelf uit met een blauw licht en je eigen gele filters en je kunt het zelf zien.
De kleine roodooggoby wordt gevonden in kleine groepen die rond Acropora- koraal zwemmen en zich voeden met zoöplankton. De vis heeft fel fluorescerende ogen, waardoor hij heimelijk kan communiceren met andere leden van de groep. Deze goby zwom in de Rode Zee. (Louise Murray) 
De fel fluorescerende tentakels van deze anemoon op de Filippijnen verlichten zijn resident roze anemonefish en kunnen lokken in planktonische prooi voor de anemone om op te dineren. (Louise Murray) 
Een groothoekfoto van een koraalrif in Anilao, Filippijnen, 's nachts verlicht met blauw licht, toont fluorescerende pigmenten. In ondiep water fluoresceren harde koralen overwegend groen of geel, terwijl sponzen en zachte koralen vaak roze en rood fluoresceren. Stekelhuidigen, zoals deze veerster die momenteel voedt, kunnen fluoresceren, maar de reden waarom sommige individuen dat doen is nog niet bekend. (Louise Murray) 
Een koraalrif in Dauin, Filippijnen, schittert van kleur. (Louise Murray) 
De gracile hagedisvis heeft een ongelijkmatige fluorescentie die kan helpen om op te gaan in de fragmentarische achtergrond waar hij ligt te wachten op het passeren van kleine prooivissen. Gefotografeerd op Apo Island, Filippijnen. (Louise Murray) 
Buisanemonen liggen overdag begraven onder het zand. Ze zijn moeilijk te fotograferen omdat ze beide gevoelig zijn voor licht en de drukgolven van een naderende duiker. De sterkste groene fluorescentie in dit beeld omringt de mond van het wezen, maar de stekende tentakels vertonen groene vlekken die zijn planktonische prooi kunnen aantrekken. Gefotografeerd op Apo Island. (Louise Murray) 
Een blauwe zeester, die niet fluoresceert, ligt bovenop een heldergroen en geel hard koraal bij een rif in Dauin. (Louise Murray) 
Waarom de rhinoforen, kieuwen, monddelen en marge van deze Nembrotha kubaryana naaktslak fluoresceren is niet bekend, maar de pigmenten zouden kunnen dienen om zijn toxische aard aan te kondigen als potentiële roofdieren. Gefotografeerd in Dauin. (Louise Murray) 
Een gedrongen kreeft die mariene wormen en vislarven vangt, valt op aan het oppervlak van een felgekleurd groen en paars fluorescerend hard koraal in Dauin. (Louise Murray) 
De levendige fluorescentie van de tentakels van een anemoon steekt af tegen het donkere vulkanische zand van Dauin. (Louise Murray) 
Het netelige zeepaardje wordt vaak gevonden met zijn staart rond sponzen of algengroei. Deze persoon, gefotografeerd in Lembeh Straat, Indonesië, fluoresceerde rood tijdens de jacht 's nachts. Niet alle individuen fluoresceren. (Louise Murray) 
De roze getipte poliepen van dit koraal in Dauin strekken zich 's nachts uit om plankton te vangen om de suikers aan te vullen die het koraal ontvangt van de fotosynthetische algen die in zijn weefsels leven. (Louise Murray)
