Op de derde nacht na de volle maan in de zomer en herfst, op 22 minuten na zonsondergang, lichten kleine ongewervelde zeedieren, bekend als Bermuda-vuurwormen, het Caribisch gebied op in een bioluminescent paringsritueel. En nu, zoals Brandon Specktor rapporteert voor Live Science, hebben onderzoekers het geheim van de groene gloed van de vuurwormen ontsloten: een speciaal enzym dat niet is waargenomen bij andere bioluminescente dieren.
De spectaculaire en precies getimede koppelgewoonten van de Bermuda-vuurworm zijn historisch goed gedocumenteerd. Er wordt aangenomen dat Christopher Columbus en zijn bemanning een glimp opvangen van de amoureuze wezens op 11 oktober 1492, toen ze het eiland San Salvador naderden; in zijn dagboeken vermeldt Columbus 'de vlam van een kleine kaars afwisselend omhoog en omlaag' in de donkere wateren.
In de jaren dertig beseften wetenschappers dat de mysterieuze waarneming van Columbus overeenkwam met het paringsgedrag van de Bermuda-fireworm ( Odontosyllis enopla), die in het hele Caribisch gebied leeft. Mark Siddall, curator bij de afdeling Invertebrate Zoology van het American Museum of Natural History en co-auteur van een nieuwe studie gepubliceerd in PLOS One, beschrijft het arresterende gezicht van de copulatie van de beestjes:
"De vrouwelijke wormen komen uit de bodem en zwemmen snel in strakke kleine cirkels terwijl ze gloeien, wat eruit ziet als een veld van kleine cerulean-sterren over het oppervlak van gitzwart water, " legt Siddall uit in een verklaring. “Dan komen de mannetjes, homing in het licht van de vrouwtjes, van de bodem omhoog als kometen - ze stralen ook uit. Er is een kleine explosie van licht terwijl beide hun gameten in het water dumpen. '
Maar waarom de vuurwormen lichtshows produceren, was niet zo duidelijk voor hedendaagse onderzoekers. Sommigen dachten dat de sleutel luciferase was, een enzym dat licht produceert bij verschillende dieren, waaronder vuurvliegjes en kwallen. Andere wetenschappers beweerden echter dat fotoproteïnen de gloed van de vuurwormen aandreven.
In de hoop wat duidelijkheid in het debat te brengen, plukten Siddall en zijn collega-onderzoekers 12 vrouwelijke vuurwormen uit de wateren van Ferry Reach, een kanaal in het noordoosten van Bermuda, op het moment van hun bioluminescentie en bevroor ze. Het team analyseerde vervolgens de volledige set RNA-moleculen, of transcriptoom (wat onderzoekers in wezen een waslijst geeft met details over genen, zoals welke in welke cellen actief zijn), in drie van de 12 fireworms. RNA-moleculen zijn betrokken bij het coderen van de eiwitten die zijn gekoppeld aan bioluminescentie, meldt Michelle Starr van Science Alert .
De onderzoekers ontdekten dat de gloed van de vuurwormen inderdaad kan worden toegeschreven aan de aanwezigheid van luciferase, maar het specifieke type luciferase dat aanwezig is in Bermuda-vuurwormen lijkt geheel uniek te zijn. De onderzoekers vergeleken het met luciferase-genen die in databases waren aangemeld en konden geen bijpassende eiwitten vinden.
De nieuwe studie onthulde extra genetische geheimen van het oogverblindende paringsritueel van de vuurwormen. Onderzoekers identificeerden bepaalde enzymen die de ogen van vuurwormen groter maken, zodat ze gevoeliger zijn voor bioluminescente gloed en andere die de nefridia - een orgaan dat gameten opslaat en vrijgeeft - tijdens de broedperiode hebben gemodificeerd.
Deze nieuwe inzichten in vuurworm-RNA onthullen niet hoe de wezens weten te paren op dergelijke specifieke tijden. Maar de bevindingen van de studie kunnen belangrijke implicaties hebben voor medisch onderzoek, zegt Michael Tessler, een bioloog aan het Sackler Institute for Comparative Genomics van het Natural History Museum.
"Het is bijzonder opwindend om een nieuwe luciferase te vinden, " zegt Tessler in de verklaring, "want als je dingen in bepaalde omstandigheden kunt laten oplichten, kan dat erg handig zijn voor het labelen van moleculen voor biomedisch onderzoek."
