Біологія
Біологія

У глибоководних вудильників уперше виявили флуоресценцію

Американські іхтіологи вперше виявили у глибоководного вудильника наявність одночасно біолюмінесценції та біофлуоресценції. Як з'ясувалося, у виду Himantolophus sagamius при опроміненні синім світлом проявляється тьмяна зелена флуоресценція поверхні приманки. Про це зазначається у статті Journal of Fish Biology.

Глибоководний вудильник Himantolophus sagamius. William В. Ludt, Todd R. Clardy /Journal of Fish Biology, 2022

Глибоководний вудильник Himantolophus sagamius. William В. Ludt, Todd R. Clardy /Journal of Fish Biology, 2022

Що таке біолюмінесценція та біофлуоресценція?

Чимало тварин, особливо серед тих, що живуть у темних глибинах морів та океанів, мають здатність світитися. Вміння генерувати живими організмами власне світло відоме під назвою біолюмінесценції, і за даними деяких досліджень воно може бути притаманне більш ніж двом третинам морських тварин. Біолюмінесценція доволі очевидна ознака, яка помітна неозброєним оком, тому її легко документувати. Зокрема, вона виявлена у багатьох риб, серед яких відомими своїм незвичайним і трохи лячним зовнішнім виглядом є глибоководні риби-вудильники (Ceratioidei), що опускаються на глибину 1,5-2 кілометрів. На їхній голові розташовується довгий виріст, у якому поселяються симбіотичні бактерії. Вони виробляють світло і перетворюють орган господаря на свого роду вудку, яка приманює маленьких рибок та іншу здобич до пащі хижака.

Інший тип світіння живих істот, який широко поширений у риб, має назву біофлуоресценції. На відміну від біолюмінесценції, воно полягає не у генеруванні світла, а у поглинанні коротких світлових хвиль видимого спектра з середовища та випроміненні довших світлових хвиль. Тобто флуоресценція помітна лише якщо здатний до неї об'єкт опромінюється світлом певної довжини. Серед морських істот біофлуоресценція зазвичай відбувається за наявності достатньої кількості синього світла, яке може глибоко проникати у товщу воду. А на більших глибинах, де темно і живуть глибоководні вудильники, джерелом синього світла може бути сама біолюмінесценція. І хоча два типи світіння можуть зустрічатися одночасно, у глибоководних риб-вудильників здатність до флуоресценції не реєстрували. До цього часу.

Що досліджували науковці?

У травні 2021 року на узбережжя Каліфорнії було викинуто тіло мертвої самки вудильника Himantolophus sagamius. Її підібрали для дослідження науковці Музею природничої історії округу Лос-Анджелес, оскільки риба є дуже рідкісною, і в музеях усього світу зберігається лише близько трьох десятків дорослих особин виду. Зразок був чудово збереженим, тому було неприпустимо знехтувати можливістю дослідити його.

Іхтіологи, що взялися вивчати викинуту рибу, цікавилися явищем біофлуоресценції, тому вирішили перевірити чи не флуоресціює й отриманий ними вудильник. Тож вони освітили особину ліхтарем, який випускає світло двох видів: синє із довжиною хвиль 440-460 нанометрів та зелене із довжиною хвиль 510-540 нанометрів.

Яке відкриття зробили вчені стосовно вудильника?

Коли на рибу світили синім світлом ліхтаря, поверхня її приманки-вудки стала флуоресціювати зеленими цятками. Флуоресценція була слабкою, але проте явною, і це вперше її помітили у риб цієї групи. Зелену флуоресценцію в синьому світлі виявили і в самої залози приманки, яка містить симбіотичні бактерії, але вчені припускають, що її спричинили біолюмінесцентні компоненти, які залишилися в ній. Жодні інші частини тіла не флуоресціювали, зокрема за опромінення світлом з іншими довжинами хвиль.

Зелена флуоресценція приманки риби-вудильника за опромінення синім світлом. William В. Ludt, Todd R. Clardy /Journal of Fish Biology, 2022

Зелена флуоресценція приманки риби-вудильника за опромінення синім світлом. William В. Ludt, Todd R. Clardy /Journal of Fish Biology, 2022

Науковці припускають, що у H. sagamius, як і в деяких інших глибоководних тварин, поєднується біолюмінесценція та біофлуоресценція таким чином, що перша уможливлює іншу (нагадаємо, що для флуоресценції необхідне джерело хоча б слабкого світла, яким на темних глибинах може бути люмінесценція самих тварин). Вудильника H. sagamius живим спостерігали лише одного разу, але немає задокументованих свідчень про те, яким саме кольором світиться ця тварина. Якщо вона генерує синє світло, як деякі її близькі родичі, то його може бути достатньо для ініціації зеленої флуоресценції приманки. Це може допомагати рибам полювати або ж приваблювати партнерів для розмноження.

Розмірковуючи над своїм відкриттям, автори статті зазначають, що біофлуоресценція може бути поширенішою, ніж вважалося, у глибоководних тварин, що здатні до біолюмінесценції.

Детальніше явища біолюмінесценції та біофлуоресценції, а також їхню поширеність серед живих організмів ми розбирали у матеріалі «Створіння світла, створіння темряви».