Mysteriet med hur vissa marina djurarter kan lysa har kommit ett litet steg närmare sin lösning. Forskare vid Göteborgs universitet har upptäckt att det självlysande kräftdjuret krill reglerar ljusstyrkan med hjälp av speciella och tidigare okända muskler.
Fenomenet med levande organismer som kan alstra ljus kallas bioluminiscens och är ganska vanligt, inte minst hos marina arter. Det är känt att ljuset alstras genom kemiska reaktioner och att syremolekyler där spelar en viktig roll. I naturen och hos djuren sker denna kemiska reaktion i speciella lysande celler, fotocyter. Dessa sitter i sin tur samlade i komplicerade ljusorgan där ljusets intensitet regleras av nervsignaler och ljuset kan modifieras med hjälp av reflektorer, linser och filter. På så sätt kan den självlysande organismen anpassa ljusets våglängd, spridning och styrka efter situationen – men hur den processen går till i detalj är fortfarande i stora delar okänt.
Forskaren Jenny Krönström vid Zoologiska institutionen, Göteborgs universitet, har genom att undersöka ljusorganen hos marina nässeldjur, kräftdjur och fiskar fogat ytterligare en bit till pusslet. Hon kan i sin avhandling avslöja att det självlysande kräftdjuret krill är utrustad med speciella muskler, som genom att de spänns och slappnar av reglerar ljusstyrkan. Även här tycks kväveoxiden spela en viktig roll i bioluminiscensen. Hos krillen skapas kväveoxiden i de tunna kärl som försörjer fotocyterna med syre, samt i speciella slutarmuskler, sfinktrar, som sitter där dessa kärl tömmer blod bland fotocyterna. Experiment med avslappnande respektive sammandragande substanser visar att när slutarmusklerna slappnar börjar krillen att lysa, förmodligen genom att mer syresatt blod då släpps in till fotocyterna.
Eftersom bioluminiscens har uppstått flera gånger under evolutionen har olika arter utvecklat olika lösningar för hur ljuset kontrolleras och sänds ut. Jenny Krönströms forskning visar att även kväveoxiden kan ha olika effekter: hos den märkliga djuphavsfisken Olfers silveryxa (pärlemorfisk), som har en rad lysorgan längs buken, har kväveoxid en dämpande effekt på ljusreaktionen – medan kväveoxid hos den amerikanska Sångfisken tvärtom ökar ljusintensiteten.
Ljuset som skapas är inte bara till nytta för organismen som en biologisk ficklampa, kamouflage eller som kommunikationssätt. De ämnen som ingår i den kemiska, ljusalstrande reaktionen har också visat sig användbara i modern molekylärbiologi, där det så kallade green flourescent protein, som ger grönt ljus hos nässeldjur, så sent som 2008 gav Nobelpriset i kemi.
Avhandlingen Control of bioluminescence: Operating the light switch in photophores from marine animals försvaras vid disputation den 20 februari.
Bildtext:
Exemplar av Olfers silveryxa (pärlemorfisk) fångat i Medelhavet. Foto: Jenny Krönström.
