Biolumineszenz ist ein Phänomen, das häufig bei Meerestieren auftritt und das viele Tiere als Verteidigungsstrategie nutzen. Relativ neue Erkenntnisse haben ergeben, dass es in der Tiefsee Haie gibt, die in der Lage sind, durch ihre Haut ein hellgrünes Licht auszusenden. Diese Eigenschaft scheint nicht sehr nützlich zu sein, wenn es darum geht, unbemerkt zu bleiben, bietet ihnen jedoch viele Vorteile. Als nächstes erzählen wir Ihnen die Kuriositäten dieser mysteriösen Haie, die im Dunkeln leuchten.
Haie, die grünes Licht aussenden
Es gibt viele Tiere, die Licht erzeugen können.Einige tun dies dank grün fluoreszierender Proteine namens GFP, die in Quallen und Krebstieren vorkommen, oder indirekt durch eine Symbiose mit Bakterien, die diese Biolumineszenz erzeugen, wie im Fall des Tintenfischs Euprymna scolopes.
Im Jahr 2019 entdeckte eine Forschergruppe Haie, die dank des Phänomens der Fluoreszenz miteinander kommunizieren konnten. Es handelte sich um die zur gleichen Familie gehörenden Arten Cephaloscyllium ventriosum (Katzenhai) und Scyliorhinus retifer (Allitán-Mallero-Hai), deren Haut einen doppelten Farbton aufweist: hell und dunkel.
Bei diesen Wesen gibt es einen etablierten Stoffwechselweg von Brom-Tryptophan-Kynurenin-Molekülen, der bisher nicht beschrieben wurde und der die Ursache für die Lichtemission in ihrer Haut ist.
Der Katzenhai
Zusätzlich zu den hellen und dunklen Tönen, die auf der Haut erscheinen, fallen bei dieser Art einige fluoreszierende grüne Flecken rund um den Körper auf.
Der Hai Alitán Mallero
Anders als der Katzenhai zeichnet sich diese Art nicht durch fluoreszierende Flecken aus. In diesem Fall zeigt die Haut ein Muster aus verketteten schwarzen Linien, in denen dunkle und helle Bereiche zu sehen sind.
Vorteile der Biolumineszenz
In der von der Zeitschrift iScience veröffentlichten Studie wurden Hautgewebeproben von Haien mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Aus den Ergebnissen ging hervor, dass die Fluoreszenz nur in heller Haut verteilt war, in den Körpern der einen oder anderen Spezies jedoch auf unterschiedliche Weise.
Eine weitere interessante Entdeckung war die Feststellung, dass diese Haie auf das Erkennen von Biolumineszenz spezialisiert sind, da sie über einen visuellen Mechanismus verfügen, der es ihnen ermöglicht, diese zu erkennen. Dies ist ein Vorteil, da sie für andere Fische nicht sichtbar sind, aber miteinander kommunizieren können.
Andererseits wird das von ihnen erzeugte Licht innerhalb jeder Art auf eine bestimmte Weise ausgestrahlt.
Auf diese Weise ermöglicht die Biolumineszenz Individuen derselben Art, miteinander zu kommunizieren und hilft ihnen, den Augen anderer potenziell schädlicher Lebewesen zu entkommen.
Metaboliten haben antibakterielle Eigenschaften
Es ist bekannt, dass der Katzenhai durch den Meeresboden zirkuliert (er ist benthisch) und sich gewunden zwischen den Sedimenten der Tiefe bewegt. In diesen Fonds leben Meeresbakterien wie Staphylococcus aureus und Vibrio parahaemolyticus. Dies veranlasste dieselben Forscher, die Metaboliten, die Biolumineszenz erzeugen, zu testen, um zu sehen, welche Aktivität sie gegen Bakterien erzeugten.
Als Ergebnis fanden sie heraus, dass diese kleinen Moleküle Tiere vor mikrobiellen Angriffen schützen. Das macht Sinn, da diese im Dunkeln leuchtenden Haie in ständigem Kontakt mit dem Meeresboden stehen.
Andere Eigenschaften von Metaboliten
In den letzten Jahren waren Studien zur Biolumineszenz ein großer Fortschritt für den wissenschaftlichen Fortschritt. Aber trotz der großen Anzahl an Beiträgen, die erklären, wie und warum es auftritt, sind wir wirklich weit davon entfernt, zu verstehen, wie es funktioniert.
Zusätzlich zu den in der zuvor beschriebenen Untersuchung gewonnenen Daten wurde eine weitere interessante Entdeckung beobachtet. Dies ist eine Parallelität zwischen dem Biosyntheseweg der Brom-Kynurenin-Metaboliten und dem Tryptophan-Kynurenin-Weg, der bei Wirbeltieren auftritt.
Letzteres reguliert verschiedene biologische Prozesse im Menschen. Beispielsweise die Ansammlung von Kynurenin im Gehirn, die mit psychischen Störungen wie Depressionen und Schizophrenie in Zusammenhang steht. Daher könnten diese Metaboliten eine wichtige Rolle im Zentralnervensystem spielen.
Eine Welt aus Licht
Nach diesen Erkenntnissen können wir zusammenfassen, dass die in diesen Haien erzeugte Biolumineszenz einzigartige Eigenschaften aufweist, die sich stark von denen anderer Lebewesen unterscheiden.
In diesem Fall verfügen sie über Metaboliten, die so konzipiert sind, dass sie durch helle Hautbereiche eine hellgrüne Farbe abgeben. Dank dieser Eigenschaft sind diese Arten für andere Meeresbewohner unsichtbar, während sie untereinander erkannt werden können.
Außerdem sind es dieselben Moleküle, die ihnen Resistenz gegen bakterielle Infektionen verleihen. Nach allem, was wir über diese im Dunkeln leuchtenden Haie gelernt haben, können wir nur sagen, dass die Natur uns immer wieder in Erstaunen versetzen wird.