"Oberfläche, Oberfläche, das ist Triton."
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Ein Buckel-Seeteufel mit Angelrute und Biolumineszenzköder. Meerestiere erstrahlen, um Mahlzeiten einzufangen, Kameraden anzuziehen und Angreifer zu vereiteln. (Norbert Wu / Minden Pictures / Corbis) 
Quallen leuchten im Golf von Maine und im Weddellmeer. (David Shale / NPL / Minden Bilder / Ingo Arndt / Minden Bilder) 
Der gespenstische Umriss eines japanischen Leuchtkäferkalmars. (Michael Ready / Visuals Unlimited / Getty Images) 
Ein Kakadukalmar aus dem Japanischen Meer. (Dante Fenolio / Fotoforscher / Getty Images) 
Eine Meeresfeder, ein Kolonialorganismus wie eine Weichkoralle, in der Nähe von Indonesien. (Patricia Danna / Tiere Tiere / Erdszenen) 
Ein Viperfish ist bereit, eine Tiefseegarnele in Angriff zu nehmen. (Edith Widder, ORCA) 
Eine Tiefseegarnele spuckt biolumineszierendes Material aus, um einen Viperfisch zu vereiteln. (Edith Widder, ORCA) 
Im Ozean, sagt Widder (in ihrem Labor in Florida mit einer Flasche Dinoflagellaten), sei die Biolumineszenz „eher die Regel als die Ausnahme“ (Bob Croslin). 
Schließlich wird die Krake gefangen genommen: Widder hat letzten Sommer mit Wissenschaftlern zusammengearbeitet, um das erste Video eines Riesenkalmars in freier Wildbahn zu erhalten. (Bilder von NHK / NEP / Discovery Channel / AP) 
Widder verwendet jetzt Biolumineszenz (Plankton an einem Strand auf den Malediven), um die Gesundheit der Ozeane zu überwachen. Abblendlicht, sagt sie, sei ein schlechtes Zeichen. (Doug Perrine / NPL / Minden Bilder) 
Drachenfisch ohne Biolumineszenz. (Tom Smoyer, HBOI) 
Drachenfisch mit Biolumineszenz. (Edith Widder, ORCA) 
Atolla vanhoeffeni Quallen. (Edith Widder, ORCA) 
Atolla vanhoeffeni Quallen zeigen Biolumineszenz. (Edith Widder, ORCA) 
Periphylla Qualle. (Edith Widder, ORCA) Periphylla-Quallen, die Biolumineszenz zeigen. (Edith Widder, ORCA) 
Fotogallerie
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Die Acrylkugel schwebt wie eine Seifenblase in den rauen Wellen, und ich lasse mich durch die tropfende Luke in meinen Sitz neben der berühmten Ozeanforscherin Edith Widder fallen.
Wir testen ein neues U-Boot für drei Personen in unruhigen Gewässern vor der Insel Grand Bahama. Widder ist trotz der schaukelnden Windböen gelassen.
"Oberfläche, Oberfläche, das ist Triton", sagt unser Pilot. „Meine Luke ist sicher. Meine Lebenserhaltungssysteme laufen. “
"Sie können jetzt tauchen", antwortet eine statisch ertrunkene Stimme.
"Okay, Leute, hier gehen wir."
Wir sinken.
Widder studiert Unterwasserlicht. Von Bakterien über Seegurken bis hin zu Garnelen und Fischen und sogar einigen Haiarten verwenden mehr als 50 Prozent der Tiefseetiere Licht, um zu brüllen und zu flirten und zu kämpfen. Sie tragen leuchtende Fackeln auf ihren Köpfen. Sie übergeben die Helligkeit. Sie schmieren Licht auf ihre Feinde. Widder ist der Ansicht, dass die Biolumineszenz die verbreitetste und am meisten gesprochene Sprache der Welt ist und Bereiche von der Biomedizin über die moderne Kriegsführung bis hin zur Tiefseeforschung informiert. Zuletzt beschwor sie auf einer historischen Reise vor der Küste Japans mit ihrer biolumineszierenden Trickkiste das legendärste Meerestier aller Zeiten: den Riesenkalmar.
Wir hoffen, heute etwa 15 Minuten nach Sonnenuntergang Ostrakoden, samengroße, biolumineszierende Krustentiere, die aus seichten Seegrasböden und Korallenriffen auftauchen, zu sehen, um eine der raffiniertesten Lichtshows in der Natur zu veranstalten. Die Männchen hinterlassen Schleimklumpen und strahlende Chemikalien, die wie leuchtende Ellipsen hängen. „Der Abstand der Punkte ist artspezifisch“, erklärt Widder. „Eine Frau weiß, dass sie, wenn sie am Ende der richtigen Schnur angelangt ist, ein Männchen ihrer Spezies findet, mit dem sie sich paaren kann.“ Diese leuchtende Verführung wird als Phänomen der Perlenkette bezeichnet.
Sechzig Fuß unter der Oberfläche steuert der Pilot auf das knorrige Kalklabyrinth eines Korallenriffs zu. Ein drei Fuß langer Barrakuda gibt uns den haarigen Augapfel. Ein Feuerfisch strotzt in unseren Lichtern. (Weil es sich um eine invasive Art handelt, blickt Widder zurück.) Das U-Boot springt zwischen Landeplätzen aus weichem weißem Sand. Wir sehen Schweineschnapper und verkehrte Quallen und eine gestreifte Seegurke. Prächtige Schwämme ähneln Eierbechern, Golfbällen und Schachfiguren. Am schmackhaftesten sind die Farben: Es gibt Sorbetkorallen, smaragdgrüne Algenteller, ein Hauch von Lavendel, Banane und Rose. Fische rasen in Pfirsich und Platin vorbei.
Aber es ist schon später Nachmittag, und diese schillernden Schatten werden nicht lange anhalten. Als die Dunkelheit über die Bahamas hereinbricht, verblasst der Regenbogen des Riffs. Das Wasser scheint sich mit grauem Rauch zu füllen. "Wir haben die Rottöne und die Orangen verloren", sagt Widder, als die Nasen durch den plötzlichen Nebel ziehen. „Du siehst immer noch gelb, dann verschwindet das und du verlierst grün. Bald bleibt dir nur noch Blau übrig. “(Fast alle biolumineszierenden Kreaturen produzieren blaues Licht: Ihre kurzen Wellenlängen dringen am weitesten in das Meerwasser ein.) Einige der Tiere werden bei Einbruch der Dunkelheit aktiver. Tief in den Kammern des jetzt aschfahlen Riffs rühren sich hungrige Fische.
Dann wird unsere Suche durch eine laute Stimme im Radio unterbrochen, die uns wegen des schlechten Wetters an die Oberfläche zurückruft, und wir haben keine andere Wahl.
Auch als wir in Richtung Sonnenuntergang klettern, reckt Widder immer wieder den Hals und schaut nach oben und hinten. "Viele Entdeckungen passieren einfach, indem man etwas aus dem Augenwinkel fängt", sagt sie. Sie erzählt uns von William Beebe, dem Naturforscher und Entdecker des frühen 20. Jahrhunderts, einem persönlichen Helden, der in einer stählernen Badesphäre herabstieg und als erster Tiefseetiere in freier Wildbahn beobachtete, darunter auch biolumineszierende Tiere "Explodierte" in "einem Ausgießen flüssiger Flammen". Weil er behauptete, in kurzer Zeit so viele Tiere zu sehen, stellten Wissenschaftler seine Ergebnisse später in Frage. "Ich glaube, er hat gesehen, was er gesagt hat", sagt Widder. Und sie hat noch viel mehr gesehen.
***
Die Party, auf der ich Widder zum ersten Mal treffe, ist in einem Haus in Vero Beach, Florida. Das Äußere ist in blaues Licht getaucht und das Innere ist ein Inferno aus Teelichtern, blauem Laserlicht und brennenden Rumgetränken. Hinter der Bar mischt ein Biologe Manhattans mit Schwarzlicht. (Es gibt weit verbreitete Beschwerden, dass er mit der Whisky-Messung zu genau umgeht.) Ein ferngesteuerter fliegender Mylar-Ballonhai, der als Biolumineszenz-Spezies bezeichnet wird und als Ausstecher bezeichnet wird, macht die Runde, sein Bauch ist mit Glühen überzogen. die dunkle Farbe.
Widder ist kaum einen halben Meter groß, besitzt aber die Menge und ist heute Abend ein wahrer Hingucker. Sie trägt eine blaue Weste mit Glitzer und einen Kopfschmuck aus Knicklichtern. Leuchtende Angelköder schmücken ihr kurzes Haar. In dieser lächerlichen Aufmachung wirkt sie irgendwie perfekt frisiert. Sie hat in 30 Jahren ihrer Karriere in der Tiefsee die Gewässer vor den Küsten Afrikas, Hawaiis und Englands erforscht, vom Westalboranischen Meer über das Meer von Cortez bis zur Südatlantischen Bucht. Sie hat Fidel Castro gefragt, wie man Hummer am besten zubereitet (seiner Meinung nach nicht mit Wein). Sie ist mit Leonardo DiCaprio und Daryl Hannah zu einem Save-the-Ocean-Promi-Event aufgebrochen. Aber für einen Großteil ihrer Karriere war sie die Ungewöhnliche an Bord: Viele der Forschungsschiffe, die sie in den Anfangszeiten besuchte, hatten bisher nur Männer befördert. Alte Salze amüsierten sich darüber, dass sie einen Knoten in der Schleife knüpfen konnte. Und einige Wissenschaftler haben jahrelang nicht bemerkt, dass EA Widder, die mit verheerender Häufigkeit und mit großem Erfolg veröffentlichte, eine junge Frau war.
Die Partei ist eine Spendenaktion für ihre gemeinnützige Organisation, die Ocean Research and Conservation Association (ORCA) mit Sitz im nahe gelegenen Fort Pierce. ORCA hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Verschmutzung der Küste zu überwachen, insbesondere in der Lagune des indischen Flusses. Widder wehrt Tränen ab, während sie der Menge von Delfinen erzählt, die durch Verschmutzung in Gewässern direkt vor der Tür sterben. Meeräsche zeigt sich mit Läsionen, Seekühe wachsen Tumoren. Widder macht sich auch Sorgen über die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. “
Als ich mit ORCA anfing, ging es darum, den Ozean zu schützen, den ich liebte “, sagt sie. "Aber es geht auch darum, uns selbst zu schützen."
Am nächsten Morgen treffen sich Widder und ich im ORCA-Hauptquartier, einem ehemaligen Küstenwachengebäude mit einem schalenrosa Dach. Auf Widder's überfülltem Bücherregal stehen sich zwei Fotos gegenüber. Eine zeigt ihre Mutter, ein Kind kanadischer Weizenbauern, die ein Team von vier Pferden über die Prärie von Saskatchewan fährt. Ihre Mutter war eine begabte Mathematikerin, aber ihre Karriere kam immer an zweiter Stelle nach der ihres Mannes, der die mathematische Abteilung der Harvard University leitete. Sie erinnerte die junge Edith oft an die biblische Geschichte von Martha, die beim Abwasch feststeckte, als Jesus zu Besuch kam. „Sie hat mir gesagt, dass Sie da sein müssen, wenn der große Denker in der Stadt ist, nicht in der Küche“, erinnert sich Widder. Als sie 11 Jahre alt war, nahm ihr Vater ein Jahr lang ein Sabbatjahr und die Familie bereiste die Welt. In Paris schwor Widder, Künstler zu werden; in Ägypten ein Archäologe. Auf den Fidschi-Riffen, wo sie Riesenmuscheln fraß und einen Feuerfisch in die Enge trieb („Ich wusste nicht, dass es giftig ist“), eroberte der Ozean ihr Herz. (Auf derselben Reise, in dem von Armut betroffenen Bangladesch, beschloss sie, keine Kinder zu bekommen. Sie und ihr Ehemann David haben dieses Versprechen gehalten.)
Neben dem Foto ihrer Mutter und dem von Pferden gezogenen Pflug ist einer von Widder. Sie trägt einen sperrigen Tauchanzug für eine Person, der eher dem Raumanzug eines Astronauten ähnelt als jede normale Tauchausrüstung. Sie ist dabei, sich auf einen ihrer ersten Tiefseetauchgänge einzulassen, und sie strahlt.
Dieser Tauchgang markierte den seltenen Fall, in dem Zufall und nicht Willenskraft eines von Widders Abenteuern katalysierten. Sie studierte Biologie an der Tufts University und promovierte in Neurobiologie an der University of California in Santa Barbara. Als Doktorandin beschäftigte sie sich mit der Membranbiophysik von Dinoflagellaten, die ihr Interesse an Biolumineszenz weckte, und als ihr Berater ein Stipendium für ein Spektrophotometer erhielt, ein Temperamentgerät zur Messung von Licht, „begann sie einfach damit zu experimentieren, um es herauszufinden out "und" Wurde zum Laborexperten ". Ein anderer Wissenschaftler forderte das neue Gerät für eine Forschungskreuzfahrt vor der kalifornischen Küste im Jahr 1982 an. Widder ging als Teil des Pakets.
Sie hatte sich unwissentlich auf einer wichtigen Mission verstaut. Bis zu diesem Zeitpunkt hatten sich Meeresbiologen (mit Ausnahme von William Beebe und einigen anderen) auf Netzproben verlassen, um das Leben in der Tiefsee zu erahnen, eine ziemlich irreführende Methode: Insbesondere Lichtträger sind so empfindlich, dass sie in Standardnetzen zerfallen und oftmals anstrengend sind ihre Biolumineszenz, bevor sie die Oberfläche erreichen. Bei dieser Reise würde jedoch der WASP zum Einsatz kommen, ein motorisierter „atmosphärischer Tauchanzug“, den Offshore-Ölfirmen entwickelt hatten, um Unterwasser-Bohrinseln zu reparieren. Stattdessen wollten Biologen damit Meerestiere beobachten.
Bruce Robison, der Chefwissenschaftler der Reise, der jetzt am Monterey Bay Aquarium Research Institute arbeitet, hatte ein Team von Wissenschaftlern, hauptsächlich junge Gung-Ho- und Männer, als potenzielle WASP-Piloten ausgewählt. Einer nach dem anderen stiegen sie mehr als 300 Meter in dem Anzug hinab, der mit einem langen Kabel an das Schiff gebunden war, während Widder an der Oberfläche blieb und ihrem jubelnden Gesang über das Radio lauschte. "Ich war nur ein Postdoc, ziemlich niedrig auf dem Totempfahl", sagt sie. Gegen Ende der Reise fragte Robison Widder, bis dahin vor Begeisterung fast hektisch, ob sie als Pilotin für die nächste Reise ausgebildet werden wolle.
Ihr erster Tauchgang im Santa Barbara Channel im Jahr 1984 war bei Sonnenuntergang. Als sie sank, wechselte die Sicht von Kornblumenblau zu Kobalt zu Schwarz. Sogar als sie Tonnen von Wasser über ihren Köpfen zerstörte, erlebte sie nicht die feuchte Panik, die den ersten Tauchgang einiger Piloten zu ihrem letzten macht. Sie passierte ätherische Quallen und Garnelen mit ultralangen Antennen, die wie Skier zu fahren schienen, und schwebte 880 Fuß hinunter, wo der Sonnenschein nur ein verschmutzter Dunst war. Dann: "Ich habe das Licht ausgeschaltet."
Sie hoffte auf einen Blitz hier, einen Blitz dort. Aber was sie in der Dunkelheit sah, rivalisierte mit Van Goghs Sternennacht - Federn und Blüten und leuchtende Blüten. "Es gab überall Explosionen von Licht und Funken und Wirbel und große Ketten von etwas, was aussah wie japanische Laternen", erinnert sie sich. Licht knallte, rauchte und splitterte: „Ich war eingehüllt. Alles leuchtete. Ich konnte kein Licht von einem anderen unterscheiden. Es waren nur eine Vielzahl von Dingen, die Licht machten, verschiedene Formen, verschiedene Kinetiken, meistens blau, und nur so viel davon. Das hat mich erstaunt. “
Warum war so viel Licht da? Wer hat es gemacht? Was sagten sie? Warum hat niemand dieses Zeug studiert? "Es schien wie ein verrückter Einsatz von Energie, und die Evolution ist nicht verrückt", sagt sie. "Es ist sparsam." Viel zu schnell begann die Besatzung an der Oberfläche, sie hereinzuholen.
Bei einer anschließenden Expedition zum Monterey Canyon steuerte sie ein Dutzend Tauchgänge von fünf Stunden, und mit jedem Abstieg wurde sie gebannter. Manchmal waren die geheimnisvollen Tiere draußen so hell, dass Widder schwor, dass der Tauchanzug Lichtbögen in das umgebende Wasser abgibt. Einmal „leuchtete der ganze Anzug auf.“ Was sie jetzt glaubt, war ein 20-Fuß-Siphonophor - eine Art Quallenkolonie -, der belauscht wurde und von einem Ende zum anderen schwappte. „Ich konnte jedes einzelne Zifferblatt und Messgerät im Anzug an seinem Licht ablesen“, erinnert sich Widder. "Es war atemberaubend." Es leuchtete 45 Sekunden lang.
Sie hatte ein blaues Licht auf die Vorderseite der WASP geworfen, in der Hoffnung, eine Reaktion der Tiere zu stimulieren. Unter Wasser blinzelte der Stab frenetisch, aber die Tiere ignorierten sie alle. "Ich sitze im Dunkeln mit diesem hellblau leuchtenden Ding", sagt Widder. "Ich konnte einfach nicht glauben, dass nichts darauf achtete."
Das Entschlüsseln des Biolumineszenz-Lexikons würde zu ihrem Lebenswerk werden. Allmählich wurde ihr klar, dass sie zuhören musste, bevor sie mit Licht sprechen lernte.
***
Widder führt mich in einen lichtdichten Schrank im hinteren Teil ihres Labors und kramt dann im Kühlschrank nach einer Flasche Meerwasser. Es sieht klar und ruhig und nicht zu vielversprechend aus. Dann macht sie das Licht aus und gibt dem Wasser einen kleinen Strudel. Eine Billion Saphire entzünden sich.
Diese glitzernde Mischung, die Farbe des Mundwassers, ist voll von Dinoflagellaten, denselben planktonischen Tieren, die Puerto Ricos Biolumineszenzbuchten verzaubern und Delfine in jenseitigem Blaulicht baden. Die Chemie hinter dem Leuchten, die viele biolumineszierende Kreaturen teilen, besteht aus einem Enzym namens Luciferase, das einer Verbindung namens Luciferin Sauerstoff hinzufügt und ein Photon des sichtbaren Lichts abgibt - ein bisschen wie das, was passiert, wenn man einen Leuchtstab schnappt. Angeregt durch Widder's Wirbel, funkeln die Dinoflagelleten, um alles zu entmutigen, was sie angestupst hat - sei es ein räuberischer Copepod oder ein Kajakpaddel - in der Hoffnung, dass es seine Mahlzeit einbüßen wird.
Größere Tiere reagieren genauso verblüfft: Sie leuchten entlang ihrer hellen Rillen und sehen aus wie Stromschläge von Comics. Widder erkannte schließlich, dass die Vegas-ähnlichen Displays, die sie von der WASP sah, hauptsächlich Beispiele für überraschende Reaktionen waren, die durch den Kontakt mit ihrem Taucheranzug ausgelöst wurden.
Nur ein kleiner Prozentsatz des irdischen Lebens ist biolumineszent - Glühwürmchen, am bekanntesten, aber auch einige Tausendfüßer, Schnellkäfer, Pilzmücken, Kürbislaternenpilze und einige andere. Der eine bekannte leuchtende Süßwasserbewohner ist eine einsame neuseeländische Napfschnecke. Die meisten See- und Flussbewohner müssen kein Licht herstellen. Sie leben in sonnenbeschienenen Welten mit vielen Orten, an denen sie sich mit Freunden treffen, Beute machen und sich vor Raubtieren verstecken können. Meerestiere hingegen müssen sich in die Obsidian-Leere des Ozeans begeben, wo sich das Sonnenlicht alle 225 Fuß verzehnfacht und um 3.000 verschwindet: Es ist selbst gegen Mittag pechschwarz, weshalb sich so viele Meerestiere ausdrücken sich mit Licht statt Farbe. Das Merkmal hat sich im Meer mindestens 40-mal und möglicherweise mehr als 50-mal unabhängig voneinander entwickelt und die Nahrungskette von flackerndem Zooplankton bis hin zu kolossalen Tintenfischen mit großen Lichtorganen auf der Rückseite ihrer Augäpfel überspannt. Mollusken allein haben sieben verschiedene Arten, Licht zu machen, und ständig werden neue weißglühende Wesen entdeckt.
Wissenschaftler glauben heute, dass Biolumineszenz immer ein Mittel ist, um andere Tiere zu beeinflussen - ein Signalfeuer in der Tiefe. Die Botschaft muss wichtig genug sein, um das Risiko aufzuwiegen, den eigenen Standort in der Dunkelheit preiszugeben. "Es ist das grundlegende Zeug zum Überleben", sagt Widder. „Es gibt einen unglaublichen selektiven Druck auf die visuelle Umgebung, in der Sie sich Sorgen machen müssen, was über Ihnen liegt, wenn Sie ein Raubtier sind, und was unter Ihnen liegt, wenn Sie Beute sind. Oft seid ihr beide. "
Gejagte Tiere aktivieren nicht nur ihre Schreckreaktionen, sondern verwenden auch Licht als Tarnung. Viele Raubtiere im mittleren Wasser haben permanent nach oben gerichtete Augen und suchen über ihnen nach Beute, die sich gegen das einfallende Sonnenlicht abhebt. So gesehen wird sogar die zerbrechlichste Garnele zu einer Sonnenfinsternis. Beutetiere bedecken ihre Bäuche mit Lichtorganen, die als Photophore bezeichnet werden. Wenn diese hellen Mäntel aktiviert werden, können sie sich in das Umgebungslicht einfügen und werden so effektiv unsichtbar. Fische können ihre Mägen nach Belieben herausschnupfen oder sie verdunkeln, wenn eine Wolke über ihnen vorbeizieht. Der Abralia-Tintenfisch kann mit der Farbe des Mondlichts mithalten.
Das Anlocken von Lebensmitteln ist das zweite Biolumineszenzmotiv. Der treffend benannte Taschenlampenfisch fegt die Dunkelheit mit seinen intensiven Wangenlichtern und sucht nach leckeren Nachbarn. Vor seinen grausamen Kiefern baumelt der Viperfisch mit einem glühenden Köder am Ende eines mutierten Flossenstrahls, der hungrigen Passanten wie ein prächtiges Stück Fischkacke vorkommt - ein beliebter Tiefsee-Snack. (Anstatt ihr eigenes Licht zu entzünden, haben einige dieser Raubtiere eine symbiotische Beziehung zu biolumineszenten Bakterien, die sie in glühbirnenähnlichen Hohlräumen züchten, die sie mit schiebenden Hautlappen oder durch Aufrollen der Lichtorgane in den Kopf schnupfen können. “ genau wie die Scheinwerfer eines Lamborghini “, sagt Widder.)
Schließlich wird Licht verwendet, um Partner zu rekrutieren. „Wir glauben, dass sie bestimmte Muster aufblitzen lassen oder speziesspezifisch geformte Lichtorgane haben“, sagt Widder. Weibliche Tintenfische setzen manchmal ihren Mund mit glühendem Lippenstift in Flammen; Bermuda-Feuerwürmer beleben die Untiefen mit ravelike grünen Orgien. Am romantischsten ist das Liebeslicht des Seeteufels, eines der Lieblingstiere von Widder. Das Weibchen, ein furchterregendes Mädchen mit einem zahnförmigen Untergebiss, schwenkt eine Laterne aus leuchtenden Bakterien über ihrem Kopf. Das Männchen ihrer Spezies, winzig und laternenlos, aber mit scharfen Augen, schwimmt auf sie zu und knutscht an ihrer Seite; Seine Lippen verschmelzen mit ihrem Körper, bis sie alles außer seinen Hoden aufnimmt. (Man könnte sagen, dass sie immer eine Fackel für ihn tragen wird.)
Die Verwendung von Licht durch einige Meeresbewohner mystifiziert Widder. Warum zuckt der leuchtende Röhrenschulterfisch leicht mit den Schultern? Warum hat der kleine Drachenfisch zwei Scheinwerfer anstelle von einem in leicht unterschiedlichen Rottönen? Wie benutzt der kolossale Tintenfisch sein leichtes Organ?
Diese Fragen sind nicht nur theoretisch. Ein Großteil der frühen Finanzierung von Widder kam von der US Navy. Winzige Kreaturen, die die Form eines versteckten U-Bootes hervorheben könnten, sind ein nationales Sicherheitsproblem, weshalb Widder ein Instrument zur Messung des Lichtniveaus erfand. Als HIDEX bezeichnet, saugt es große Mengen Meerwasser und alle darin befindlichen Biolumineszenztiere in eine lichtdichte Kammer und liest deren Glut. "Es erzählt Ihnen über die Verteilung von Organismen in der Wassersäule", sagt sie.
Als sie einen Weg gefunden hatte, das Unterwasserlicht zu messen, versuchte sie, die unzähligen Lichtmacher genauer zu unterscheiden. Widder hatte bei ihren immer häufiger werdenden Tiefseeausflügen begonnen, in den strobelartigen Brillen nach Themen zu suchen. Anscheinend hatten verschiedene Arten unterschiedliche Lichtsignaturen. Einige Kreaturen blitzten auf; andere pulsierten. Siphonophore sahen aus wie lange Lichtpeitschen; Kammgelees ähnelten explodierenden Sonnen.
"Für die meisten Menschen sieht es nach zufälligem Aufblitzen und Chaos aus", sagt Robison, der einer der frühen Mentoren von Widder wurde. „Aber Edie hat Muster gesehen. Edie sah, dass die Art der Signale, die die Tiere verwenden, und die Kommunikationen, die dort unten stattfinden, einen Sinn haben. Das war ein Durchbruch. “
Was wäre, wenn sie Tiere nur an der Form und Dauer ihrer Leuchtkreise erkennen könnte? Sie konnte dann eine Biolumineszenzzählung durchführen. Widder entwickelte eine Datenbank mit allgemeinen Lichtcodes, die sie zu erkennen gelernt hatte. Dann montierte sie einen drei Fuß breiten Maschensieb an der Vorderseite eines sich langsam bewegenden U-Bootes. Wenn Tiere in das Netz schlugen, sprengten sie ihre Biolumineszenz. Eine Videokamera zeichnete die Fackeln auf, und ein Computer-Bildanalyseprogramm ermittelte die Identität und den Standort der Tiere. Widder sammelte die grundlegenden Informationen, die Biologen an Land für selbstverständlich halten, beispielsweise, ob bestimmte Arten auch im Meer territorial sind. Die Kamera war auch ein Fenster in das nächtliche Schwärmen von Tiefseekreaturen zur nährstoffreichen Oberfläche - der „vertikalen Wanderung“, die als das größte Tiermigrationsmuster auf dem Planeten gilt. "Die gesamte Wassersäule organisiert sich in der Dämmerung und im Morgengrauen neu, und dann passiert viel Raub", sagt sie. „Hängen bestimmte Tiere zurück und wandern vertikal zu verschiedenen Tageszeiten? Wie regeln Sie das? "
So nützlich diese Erfindungen auch waren, einige der erstaunlichsten Entdeckungen von Widder kamen ans Licht, nur weil sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort war, wie ihre Mutter es ihr befahl. Oft war das ungefähr 2.500 Fuß unter Wasser. Auf einem Tauchboot im Golf von Maine hat Widder einen fußlangen roten Tintenfisch gefangen und an die Oberfläche gebracht. Es war eine bekannte Art, aber Widder und ein Doktorand untersuchten sie als erste im Dunkeln. („Die Leute sehen einfach nicht hin“, seufzt sie.) Sie löschten die Lichter in ihrem Labor und waren erstaunt, als sie sahen, dass an anderen Oktopussen Reihen von leuchtenden Lichtorganen stattdessen die Arme bedeckten. Vielleicht waren gewöhnliche Saugnäpfe für einen Bewohner des offenen Ozeans mit wenigen Oberflächen, an denen er sich festhalten konnte, nicht nützlich, und karnevalistische Fußlichter, die wahrscheinlich für die nächste Mahlzeit des Tieres als „Aufstiegshilfe“ verwendet wurden, waren eine bessere Wahl. "Es war die Evolution auf frischer Tat", sagt Widder.
***
Auch wenn die funkelnde Sprache des Lichts komplizierter und weitaus subtiler ist, als sie es sich ursprünglich vorgestellt hatte, hörte Widder nie auf, sie sprechen zu wollen. Mitte der neunziger Jahre stellte sie sich ein Kamerasystem vor, das mit weitem Rotlicht betrieben werden sollte, das Menschen sehen können, Fische jedoch nicht. Am Meeresboden verankert und unauffällig, würde die Kamera es ihr ermöglichen, die Biolumineszenz so aufzuzeichnen, wie sie natürlich auftritt. Widder - immer das Getriebe - entwarf das Kameradesign selbst. Sie nannte es das Auge im Meer.
Sie lockte ihre leuchtenden Motive mit einem Kreis von 16 blauen LED-Lichtern an die Kamera, die so programmiert waren, dass sie in einer Reihe von Mustern blitzten. Dieses sogenannte E-Jelly ist der Panikreaktion der Atolla-Qualle nachempfunden, deren Anzeige „Einbruchalarm“ aus einer Entfernung von 300 Fuß unter Wasser zu sehen ist. Der Alarm ist eine Art kaleidoskopischer Schrei, mit dem die angegriffenen Quallen ein noch größeres Tier anfeuern, um sein Raubtier zu fressen.
Eye-in-the-Sea und E-Jelly wurden 2004 im nördlichen Golf von Mexiko eingesetzt. Widder platzierte sie am Rand einer unheimlichen Unterwasseroase, einem Solebecken, in dem Methangas aufkocht und manchmal Fische aus dem Meer umkommen überschüssiges Salz. Die Kamera sicher auf dem Boden, startete das E-Jelly in seine choreografierte Histrionik. Nur 86 Sekunden später kam ein Tintenfisch in Sicht. Der sechs Fuß lange Besucher war für die Wissenschaft völlig neu. Bei seinem Einsatz im Monterey Canyon hat Widder's Eye-in-the-Sea atemberaubende Aufnahmen von riesigen Sechs-Kiemen-Haien gemacht, die im Sand verwurzelt sind, möglicherweise wegen Pillenwanzen trostlose Umwelt. Und auf den Bahamas blitzte etwas in der Dunkelheit auf das E-Jelly zurück und strahlte Spuren heller Punkte aus. Jedes Mal, wenn das Gelee winkte, funkelte die mysteriöse Kreatur eine Antwort. „Ich habe keine Ahnung, was wir gesagt haben“, gibt sie zu, „aber ich denke, es war etwas Sexy.“ Endlich war Widder in leichte Gespräche verwickelt, höchstwahrscheinlich mit einer Tiefseegarnele.
Ein sensationeller Höhepunkt war im vergangenen Sommer auf den Ogasawara-Inseln, etwa 1000 Kilometer südlich von Japan, als Widder, das e-Jelly und eine schwimmende Version des Eye-in-the-Sea, die Medusa, sich zusammenschlossen, um den schwer fassbaren Riesenkalmar zu filmen zum ersten Mal in seinem natürlichen Lebensraum. Andere Missionen waren gescheitert, obwohl man Aufnahmen eines sterbenden Riesen an der Oberfläche gemacht hatte. Widder war nervös, ihren Köder und ihre Kamera im mittleren Wasser zu benutzen, wo die Geräte an einem 700-Meter-Kabel baumelten, anstatt sicher auf dem Boden zu ruhen. Aber während des zweiten 30-stündigen Einsatzes konnte die Medusa den Tintenfisch erkennen. „Ich muss 20 Mal‚ Oh mein Gott 'gesagt haben, und ich bin ein Agnostiker “, sagt sie, als sie das Filmmaterial zuerst gesehen hat. Die Tiere können angeblich über 60 Fuß lang werden. „Es war zu groß, um das Ganze zu sehen. Die Arme kamen herein und berührten das E-Gelee. Es hat seine Saugnäpfe über den Köder geschoben. “
Sie hat mehr als 40 Sekunden Filmmaterial und insgesamt fünf Begegnungen aufgenommen. Irgendwann hat sich der Tintenfisch „um die Medusa gewickelt, sein Maul befindet sich in der Nähe der Linse“, sagt Widder. Der riesige Tintenfisch wollte das mickrige kleine E-Jelly nicht. Vielmehr hoffte man, die Kreatur zu essen, die sie vermutlich mobbte. Ein anderer Wissenschaftler, der sich auf derselben Reise befand, filmte daraufhin einen riesigen Tintenfisch aus dem U-Boot, und dieses Filmmaterial sorgte zusammen mit Widder für Schlagzeilen. Es war e-Jellys pulsierendes Licht, das den Riesen in erster Linie aufweckte und Geschichte schrieb. "Biolumineszenz", sagt Widder, "war der Schlüssel."
***
Die blinkenden Dinoflagellaten in der Indian River Lagoon an Floridas Ostküste können so hell sein, dass Fischschwärme in türkisfarbene Flammen getaucht aussehen. Es ist möglich, die im beleuchteten Wasser schwimmenden Arten zu identifizieren: Die Anwohner nennen dieses Ratespiel „das Feuer lesen“.
Aber es gibt nicht mehr so viel Feuer zu lesen. Die Lagune, die lange Zeit als Nordamerikas vielfältigste Flussmündung galt, könnte jetzt sterben. Durch die Verschmutzung sind die Dinoflagellatenblüten dünner geworden, und das Licht von Tausenden neuer Häuser übertönt die verbleibende Helligkeit. Tiere, die einst in blaues Feuer gehüllt waren, sind ebenfalls krank. Viele Delfine sind von einem fleischfressenden Pilz befallen, der ihre Haut angreift. andere sind von Viren befallen und haben das Immunsystem stark geschwächt. Luxuriöse Seegraswiesen wachsen kahl und lassen Muschelschnecken und immergrüne Schnecken ohne Schutz zurück. Mammutalgenblüten stinken wie faulende Eier. Die Muschelindustrie ist in Trümmern.
Diese Krankheiten sind nicht nur in Florida Gewässern. Zwei miserable Bewertungen der allgemeinen Gesundheit des Ozeans - der Pew Ocean Report von 2003 und die US-Kommission für Meerespolitik von 2004 - haben Widder dazu bewogen, ihre langjährige Position als leitende Wissenschaftlerin am Harbor Branch Oceanographic Institute in Florida aufzugeben und ORCA zu starten. „Seit ich meinen ersten Tauchgang gemacht habe, frage ich mich, warum es so viel Licht im Ozean gibt und wofür es verwendet wird“, sagt sie. "In jüngerer Zeit habe ich herausgefunden, wofür wir es verwenden können."
Wissenschaftler verfolgen mit Hochdruck Anwendungen für die Biolumineszenztechnologie, insbesondere in der medizinischen Forschung, und hoffen, dass dies unsere Behandlung von Krankheiten wie Katarakten oder Krebs verändern wird. 2008 würdigte der Nobelpreis für Chemie die Fortschritte in der Zellbiologie auf der Grundlage des grün fluoreszierenden Proteins der Kristallqualle, einer Biolumineszenzsubstanz, mit der die Genexpression in Laborproben verfolgt wird. Widder konzentriert sich auf die Verwendung von leuchtenden Bakterien, die äußerst empfindlich auf eine Vielzahl von Umweltschadstoffen reagieren.
Eines Tages besichtigen wir die Lagune in einem kleinen Fischerboot mit flachem Boden. Es ist eine dichte grüne Welt, die hier und da von den pastellfarbenen Klippen der floridischen Architektur unterbrochen wird. Ein Hauch eines Reihers wandert über das Ufer und Pelikane auf Pfählen scheinen versunken zu sein. Finger von Mangrovenwurzeln ragen aus den Tintenbänken. Die mehr als 250 km lange Lagune beherbergt Seekuhmarmeladen, eine Raststätte für Zugvögel und eine Baumschule für Bullen- und Haifische. Aber Wasser, das vor 30 Jahren gin-klar war, sieht jetzt eher wie Bourbon aus.
Die Verschmutzungsquellen hier sind entmutigend vielfältig: Quecksilber aus der Luft aus China, Düngemittel und Pestizide aus Zitrus- und Rinderfarmen im Landesinneren sowie Grasabfälle von lokalen Rasenflächen. „Es werden buchstäblich Tausende von Chemikalien in unsere Umwelt freigesetzt und niemand verfolgt sie“, sagt Widder. Die umgebenden Feuchtgebiete sind so stark asphaltiert und entwässert, dass die Lagune schnell zu einer Senke für die Gifte des Landes wird. Es ist schwer, sich eine glänzende Zukunft für diesen Ort vorzustellen.
Um die Lagune zu schützen, hat Widder Ozeanmonitore entwickelt, die Strömungen, Niederschläge und andere Variablen überwachen und in Echtzeit erfassen, woher das Wasser kommt und wohin es fließt. Sie möchte, dass dieses Netzwerk eines Tages die Welt umspannt - „den verdrahteten Ozean“.
Jetzt untersucht sie die am stärksten verschmutzten Teile der Lagune, die sie mithilfe von biolumineszierenden Lebensformen identifiziert. Mit gelben Küchenhandschuhen schaufeln wir graugrünen Dreck vom Fuß des ORCA-Docks, einem Bereich, den Widder noch nie zuvor getestet hat. Ein Laborassistent homogenisiert die Probe in einem Farbmischer und entnimmt dann ein Fläschchen mit gefriergetrockneten Biolumineszenzbakterien. Es ist Vibrio fischeri, dieselbe Sorte, die der Feuerkalmar für seinen Tiefseedrachenatem verwendet. Sie lässt es zusammen mit kleinen Tropfen des Lagunenschlamms in eine Microtox-Maschine fallen, die das Licht überwacht. Wir können es mit unseren bloßen Augen nicht sehen, aber die gesunden Bakterien leuchten zuerst.
„Die Lichtleistung von Bakterien hängt direkt mit der Atmungskette zusammen“, erklärt Widder. „Alles, was die Atmung der Bakterien stört, löscht das Licht.“ Zu den störenden Substanzen gehören Pestizide, Herbizide, Erdölnebenprodukte und Schwermetalle. Je mehr sie das Licht löschen, desto giftiger sind sie.
Widder und die Laborassistentin glauben nicht, dass der Schlamm von außerhalb der Tür zu giftig ist, aber sie liegen falsch: Innerhalb einer halben Stunde zeigen die Messwerte, dass die lebenden Lichter der Bakterien schwach sind und dass sie in den konzentriertesten Proben verbrannt haben aus.
