Het is moeilijk om een snackgroot dier in de open oceaan te zijn. Sommigen hebben het gemakkelijker dan anderen. Wezens op de bodem kunnen opgaan in stenen en zand. Strengen kelp en koraal bieden schuilplaatsen in andere oceaanhabitats.
Maar in het midden van de zee is er geen plek om te schuilen. Daar kunnen wezens vrij snel door iets worden opgegeten, tenzij ze een manier vinden om te verdwijnen. Laura Bagge, een afgestudeerde student aan de Duke University, denkt dat ze weet hoe ze dat voor elkaar kan krijgen - althans in een groep kleine, garnaalachtige schaaldieren genaamd hyperiids.
Bagge, samen met bioloog Sönke Johnsen en Smithsonian zoöloog Karen Osborn, publiceerde onlangs een artikel in het tijdschrift Current Biology, waarin wordt beschreven hoe hyperiidische amfipoden nanotechnologie gebruiken om zichzelf te verbergen met onzichtbaarheid.
De ontdekking werd gedaan door Bagge, de hoofdauteur van de krant, die met Osborn werkte in het Smithsonian's National Museum of Natural History in Washington, DC “Ze was geïnteresseerd in de transparantie van deze dieren. Transparantie is bij andere dieren bekeken en ze doen het tot nu toe op bekende manieren, maar niemand had hier bij deze jongens naar gekeken. "
Bagge onderzocht de oppervlakken van het exoskelet van het dier om hun structuur te bestuderen. "Ze vond deze hobbels en vond ze interessant", zegt Osborn.
De hobbels bleken microscopisch kleine bollen. In sommige gevallen vond ze een shag-tapijt van nano-formaat en op andere een laag strak verpakte nanobollen. Ze waren precies op maat gemaakt om het licht te dempen op een manier die vergelijkbaar is met de geluiddichte schuimisolatie die ruis in een opnamestudio vermindert. Hyperiids lijken twee mogelijke manieren te hebben om hun oppervlakken geen licht te laten reflecteren - nano-uitsteeksels op hun nagelriem (in wezen een shag-tapijt) of een microfilmlaag van kleine bollen. Hoe dichter ze keken, hoe meer die kleine bollen bacteriën leken te zijn.
“Elke indicatie is dat het bacteriën zijn, maar. . . ze zijn extreem klein voor bacteriën ”, zegt Osborn. "Er is een mogelijkheid dat dit enkele vreemde uitscheidingen zijn, maar het is een vrij microscopische kans." Ze voegt eraan toe dat Bagge nu bezig is die mogelijkheid met microbiologen te onderzoeken.
Dieren die in de midwaterhabitat van de oceaan leven, passen verschillende camouflagemethoden aan om met licht uit verschillende richtingen om te gaan. Licht van de zon wordt dimmer en verandert van kleur naarmate het dieper water doordringt. Om dit aan te pakken, verbergen vissen en andere zeedieren zich voor roofdieren die hen van boven besluipen door donkere kleuren op de bovenste delen van hun lichaam aan te passen als een vermomming om op te gaan in de donkere diepten hieronder.
Tegelijkertijd kunnen ze, om zich te verbergen voor roofdieren die onder hen op de loer liggen, onder hun lichaam worden gearceerd met lichtere kleuren, of zelfs gloeien, om op te gaan in het licht van bovenaf. Spiegelen aan de zijkanten van sommige vissen is een andere manier om te verbergen.
De hyperiids beginnen met een groot voordeel: ze zijn transparant. Maar dat komt hen alleen maar zo ver. Een ruit is ook transparant, maar wanneer je er vanuit bepaalde hoeken een licht op laat schijnen, zal het flitsen en zichtbaar worden.
Bioluminescentie is een belangrijk onderdeel van de strategieën van veel wezens die zowel roofdieren als prooien in de oceaan zijn. Door lichten uit verschillende richtingen te laten knipperen, kan een roofdier de flits terug zien van zijn transparante prooi. Om detectie te voorkomen, heeft een vrijzwemmende hyperiid zonder plaats om te verbergen een manier nodig om het licht te dempen en te voorkomen dat het terugflitst.
Dit is wat de bacteriën lijken te doen voor hun gastheren. Deze cellen zijn klein als bacteriën gaan, variërend van minder dan 100 nanometer tot ongeveer 300 nanometer (100 nanometer is minder dan de diameter van een enkele haarlok). De ideale grootte voor het bevochtigen van flitsen heeft een diameter van 110 nanometer, maar alles tot ongeveer 300 nanometer kan de zichtbaarheid helpen verminderen.
"Hyperiids zijn echt stoere kleine buggers", zegt Osborn. Ze waren relatief eenvoudig om mee te werken, zegt ze, omdat ze in een laboratoriumomgeving in leven blijven. "Ze zijn blij in een emmer, blij als je ze met rust laat."
De wetenschappers zijn van plan om ten minste delen van de genomen van de bacteriën te sequencen om er meer over te weten te komen. Hebben alle soorten hyperiid dezelfde bacteriesoort? Leven de bacteriën ook zonder gastheer in het water? Sequencing DNA is een belangrijke stap in het beantwoorden van deze en andere vragen.
Bagge concentreerde zich aanvankelijk op slechts twee soorten hyperiiden, maar Osborn moedigde haar aan zich te vertakken en te kijken of deze nanotechnologieën gebruikelijk waren bij meer van de 350 bekende soorten in de suborde. Osborn kon haar meer monsters vinden, zowel levend als lang dood.
"Het was echt interessant om de verse exemplaren te vergelijken met de dingen die we in de collecties in het Nationaal Natuurhistorisch Museum hebben die meer dan 100 jaar oud zijn", zegt Osborn. “We vonden de microfilm consistent op de monsters die we bekeken. . . Het geeft ons de diversiteit die u nergens anders kunt krijgen. Smithsonian's historische collecties komen voor veel studies in het spel. ”
