Dieser Artikel stammt aus dem Hakai Magazine, einer Online-Publikation über Wissenschaft und Gesellschaft in Küstenökosystemen. Lesen Sie weitere Geschichten wie diese auf hakaimagazine.com.
Beim Abtauchen in dunkle Gewässer zeigen meine blauen Taschenlampen eine spektakuläre Darstellung fluoreszierender Farben, die von einigen der Korallen und Meerestiere unter mir ausgehen. Normalerweise schwer mit bloßem Auge zu erkennen, schimmert diese geheime, farbenfrohe Lichtshow so hell wie eine Disco der 80er Jahre im Lichtstrahl meiner Lichter.
Die Fluoreszenz am Riff tritt auf, wenn kürzerwelliges blaues Licht von speziellen Proteinen im Gewebe absorbiert und als längerwelliges grün, rot, orange und gelb wieder abgegeben wird. Während der Ozean das Licht auf natürliche Weise filtert und die Unterwasserwelt vorwiegend in weniger als 15 Metern Tiefe blau strahlt, stimuliert der Zusatz von konzentriertem blauem Licht der an meinem Kamera-Rig angebrachten Taschenlampen und Blitzgeräte die stärkste Reaktion der fluoreszierenden Proteine. Gelbe Filter auf meinen Linsen und meiner Tauchmaske blockieren das anregende blaue Licht und ermöglichen es mir, das gesamte Ausmaß des psychedelischen Spektakels zu sehen und einzufangen.
Ich fotografiere seit über 25 Jahren Meeresfluoreszenz und fange sie vom Roten Meer bis zu den Philippinen ein. Ich arbeite immer nachts, wenn die Fluoreszenz vor dem dunklen Hintergrund am ausgeprägtesten ist.
Die marine Fluoreszenz wurde einst als Phänomen ohne biologische Funktion abgetan, doch Wissenschaftler auf der ganzen Welt enthüllen nach und nach ihre komplizierten Rollen. Weit davon entfernt, biologisch irrelevant zu sein, sind die Proteine möglicherweise entscheidend für die Gesundheit des Riff-Ökosystems und seine Fähigkeit, auf Stress zu reagieren.
Foto- oder fluoreszierende Proteine, die für die Fluoreszenz verantwortlich sind, auch als Pigmente bekannt, sind vielseitige Moleküle. In den Untiefen, in denen die Sonnenstrahlen intensiv sind, wirken die Proteine als eine Art Sonnenschutz für ein Korallenriff und reduzieren den Lichtstress.
In tieferen, dunkleren Gewässern dienen diese Proteine in einigen Arten von Korallen stattdessen zur Verbesserung des Lichts. Alle Korallen leben in Symbiose mit Algen, die ihren Wirt durch Photosynthese mit Energie versorgen. Die Proteine helfen dabei, verfügbares Licht zu nutzen und zu leiten, sodass auch Algen tief in den Zellen einer Koralle darauf zugreifen können.
Die meisten der 83 kryptischen Arten, die der Meeresbiologe Maarten De Brauwer und sein Team als fluoreszierend dokumentiert haben, sind Raubtiere, darunter der quastenförmige Drachenkopf, der kleinere Fische und Krebstiere jagt. Diese besondere wurde im Roten Meer in Ägypten gefunden. (Louise Murray) Die Menge an fluoreszierendem Protein, die eine Koralle produziert, wird durch ihre Genetik und die Stärke der Genexpression bestimmt. „Es gibt große Unterschiede in der Pigmentproduktion zwischen Individuen derselben Art“, erklärt Jörg Wiedenmann, Leiter des Coral Reef Laboratory an der Universität von Southampton in Großbritannien. "Eine fluoresziert möglicherweise stark, während die andere nur wenig oder gar keine Farbe erzeugt." Eine Koralle mit dramatischer Biofluoreszenz kann unter normalen Bedingungen langsamer wachsen als ihr weniger bunter Nachbar, da sie mehr Energie für fluoreszierende Proteine verbraucht von Sonnenlicht besteuert.
Marine Fluoreszenz kommt in einer Vielzahl von Meeresorganismen in gemäßigten und tropischen Gewässern vor. Wenn die Rolle der fluoreszierenden Moleküle in Korallen heute relativ gut verstanden wird, kann dies nicht über ihren Zweck in Fischen gesagt werden. „Es ist jedoch klar, dass die Fluoreszenz eine wichtige Rolle im Leben einiger Fische spielt“, sagt Nico Michiels, Ökologe an der Universität Tübingen in Deutschland, mit dem Vorbehalt, dass die Daten noch begrenzt und vorläufig sind. Biologen haben herausgefunden, dass einige Fische gelbe Filter in ihren Augen haben, was die Theorie zu stützen scheint, dass Biofluoreszenz viel mehr als ein hübsches Nebenprodukt ist.
Michiels 'Team untersuchte Hunderte von Fischarten auf Fluoreszenz und fand verschiedene Muster. Kleinere Arten fluoreszieren eher als größere. Es gibt auch eine starke Korrelation zwischen einem stark getarnten Lebensstil und einer hellen Fluoreszenz. Raubtiere aus dem Hinterhalt wie Steinfische und Drachenköpfe sind gute Beispiele: Die gebrochenen Fluoreszenzmuster dieser Fische können dazu beitragen, dass sie sich in einen fluoreszierenden Riffhintergrund einfügen. Bei einigen Arten mit deutlichen Unterschieden im Aussehen zwischen Männern und Frauen scheint die Fluoreszenz auch eine Rolle bei der sexuellen Anziehung zu spielen.
Kleine Fische, die in Schulen leben, können auch rote Fluoreszenz in ihrer Augenregion für die Kommunikation über kurze Entfernungen verwenden. Rotes Licht bewegt sich nicht weit unter Wasser, sodass Fische wie der Rotauge-Grundel innerhalb eines Schwarms kommunizieren können, ohne die Aufmerksamkeit von Raubtieren auf sich zu ziehen. Der haarige Anglerfisch, der zur Familie der Seeteufel gehört, hat fluoreszierende Proteine in seinem Köder, die dazu beitragen können, unachtsame Beute anzuziehen. Und Wissenschaftler vermuten, dass einige Fische Fluoreszenz emittieren, sodass ihr Licht von den Augen ihrer Beute reflektiert wird, was das Auffinden der potenziellen Mahlzeit erleichtert.
Hoch getarnte Arten werden häufig als Daten eingestuft, die hinsichtlich des Aussterberisikos unzureichend sind, weil sie so schwer zu finden sind. Der belgische Meeresbiologe Maarten De Brauwer von der University of Leeds im Vereinigten Königreich untersuchte Hunderte von Fischen vor Indonesien, der Weihnachtsinsel und den Kokosinseln und stellte fest, dass 87 Prozent der Arten als kryptisch gelten und fluoreszieren. Inspiriert von der Arbeit von Korallenforschern, die mit Blaulicht neue, sehr kleine Korallenkolonien entdeckten, untersuchte er, ob Blaulicht Forschern helfen könnte, schwer zu findende Arten wie das winzige Zwergseepferdchen zu lokalisieren und zu zählen. „Wir konnten bei Blaulicht doppelt so viele Seepferdchen finden wie unter normalen Vermessungsbedingungen“, sagt er. "Da die Biofluoreszenz in kryptischen Arten allgegenwärtig ist, scheint blaues Licht ein sehr nützliches Instrument zu sein, um Tiere zu untersuchen, die sonst übersehen würden."
Es gibt noch viel über die Fluoreszenz im Meeresleben zu entdecken, aber statten Sie sich mit blauem Licht und eigenen Gelbfiltern aus, und Sie werden es vielleicht selbst sehen.
Der winzige Rotauge-Grundel kommt in kleinen Gruppen vor, die um die Acropora- Koralle schwimmen und sich vom Zooplankton ernähren. Der Fisch hat leuchtend fluoreszierende Augen, die es ihm ermöglichen können, verdeckt mit anderen Mitgliedern der Gruppe zu kommunizieren. Dieser bestimmte Grundel schwamm im Roten Meer. (Louise Murray) 
Die leuchtend fluoreszierenden Tentakeln dieser Anemone auf den Philippinen erleuchten ihren in Rosa lebenden Anemonenfisch und locken möglicherweise planktonische Beute an, damit die Anemone darauf speisen kann. (Louise Murray) 
Eine Weitwinkelaufnahme eines Korallenriffs in Anilao, Philippinen, bei Nacht mit blauem Licht beleuchtet, zeigt fluoreszierende Pigmente. In seichten Gewässern fluoreszieren Hartkorallen überwiegend grün oder gelb, während Schwämme und Weichkorallen häufig rosa und rot fluoreszieren. Stachelhäuter, wie dieser im Strom speisende Federstern, können fluoreszieren, aber der Grund, warum dies bei einigen Individuen der Fall ist, ist noch nicht bekannt. (Louise Murray) 
Ein Korallenriff in Dauin, Philippinen, blendet mit Farbe. (Louise Murray) 
Der grazile Echsenfisch weist eine ungleichmäßige Fluoreszenz auf, die dazu beitragen kann, dass er sich in den uneinheitlichen Hintergrund einfügt, in dem er darauf wartet, kleine Beutefische zu überholen. Fotografiert in Apo Island, Philippinen. (Louise Murray) 
Rohranemonen liegen tagsüber im Sand vergraben. Sie sind schwierig zu fotografieren, da sie sowohl lichtempfindlich sind als auch den Druckwellen eines sich nähernden Tauchers ausgesetzt sind. Die stärkste grüne Fluoreszenz in diesem Bild umgibt das Maul der Kreatur, aber ihre stechenden Tentakeln weisen grüne Flecken auf, die ihre planktonische Beute anziehen können. Fotografiert auf Apo Island. (Louise Murray) 
Ein blauer Seestern, der nicht fluoresziert, liegt auf einer hellgrünen und gelben Hartkoralle an einem Riff in Dauin. (Louise Murray) 
Warum die Rhinophore, Kiemen, Mundstücke und Ränder dieser Nembrotha kubaryana- Nacktschnecke fluoreszieren, ist nicht bekannt, aber die Pigmente könnten dazu dienen, ihre toxische Natur potenziellen Raubtieren nahe zu bringen. Fotografiert in Dauin. (Louise Murray) 
Ein untersetzter Hummer, der Meereswürmer und Fischlarven fängt, sticht auf der Oberfläche einer hellgrünen und lila fluoreszierenden Hartkoralle in Dauin hervor. (Louise Murray) 
Die leuchtende Fluoreszenz der Tentakel einer Anemone hebt sich vom dunklen vulkanischen Sand von Dauin ab. (Louise Murray) 
Das dornige Seepferdchen wird oft mit einem Schwanz gefunden, der um Schwämme oder Algenwucherungen gewickelt ist. Diese Person, die in der Lembeh-Straße in Indonesien fotografiert wurde, fluoreszierte bei der Nachtjagd rot. Nicht alle Individuen fluoreszieren. (Louise Murray) 
Die rosafarbenen Polypen dieser Koralle in Dauin dehnen sich nachts aus, um Plankton zu fangen und den Zucker zu ergänzen, den die Koralle von den photosynthetischen Algen erhält, die in ihren Geweben leben. (Louise Murray)
