Глубоководные рыбы светятся, чтобы не быть голубыми
Явление биофлюоресценции, широко известно как среди наземных животных, таких как бабочки и попугаи, так и среди морских обитателей, например, присутствует у кораллов и медуз.
Этот феномен заключается в том, что организмы или их некоторые наружные покровы поглощают свет, а именно коротковолновую часть спектра видимого излучения и ультрафиолетовые волны, затем трансформируют его и окрашиваются в новые переливающиеся цвета.
В ходе продолжительного исследования биологи обнаружили богатое разнообразие люминесцентных узоров и окрасок у более чем 180 видов морских рыб (фото John S.Sparks et al.).
Наземные обитатели привыкли видеть вокруг себя множество красок. Но в отличие от них морские организмы живут в окружении в основном синих оттенков, поскольку толща воды быстро поглощает большую часть видимого светового спектра. В этой связи наличие способности к биофлюоресценции у рыб было мало изучено и упоминалось в научной литературе лишь в нескольких публикациях.
Новое исследование биологов Американского музея естественной истории (AMNH) и их коллег впервые демонстрирует широкое распространение этого явления среди морских рыб. В ходе длительных наблюдений учёные обнаружили, что поверхность тела многих видов обитателей океанов и морей поглощает синий свет и приобретает неоново-зелёную, красную и оранжевую окраску.
Биологи наблюдали за морскими жителями в их естественной среде обитания. Ведущий автор исследования Джон Спаркс (John Sparks) и его коллега Дэвид Грубер (David Gruber) впервые столкнулись с биофлюоресценцией у рыб, а именно у мурен, во время исследования аналогичного явления у кораллов в районе Малого Каймана (Каймановы острова). Затем последовали масштабные экспедиции и изучение тропических вод в районах Багамских и Соломоновых островов с привлечением множества специалистов из разных стран.
Исследователи совершали ночные погружения, в ходе которых стимулировали биофлюоресценцию рыб с помощью источника интенсивного синего света. К сожалению, получаемое световое представление человеческий глаз не способен уловить. А вот глаза рыб оснащены своеобразными жёлтыми фильтрами, которые позволяют им видеть флуоресцентное свечение. Для его записи учёные использовали специальные камеры, оснащённые как раз жёлтыми фильтрами.
В ходе работы способность к биофлюоресценции была выявлена как у хрящевых рыб (например, акулы и скаты), так и у костных (например, мурены или представители семейства ящероголовых). Всего было зафиксировано более 180 "светящихся" видов.
При этом биологи обнаружили множество различных механизмов создания неоновой окраски: от светящейся зелёной слизи, покрывающей тело рыбы, до сложных встроенных моделей с локализацией в разных местах поверхности тела. Этот факт свидетельствует о том, что способность к биофлюоресценции развивалась в ходе эволюции независимо несколькими путями.
"Всех этих загадочных узорчатых бычков, камбал, мурен и скорпен сложно различить на фоне морского дна во время погружения, — рассказывает Спаркс в пресс-релизе музея. — Но для других рыб, чьи глаза оснащены жёлтыми фильтрами, они должны быть словно бельмо на глазу".
На фотографии голова морской собачки (Enneapterygius atriceps) при дневном (слева) и синем (справа) свете (фото J. Sparks, D. Gruber).
Специалисты склонны считать, что биофлюоресценция способствует межвидовой и внутривидовой коммуникации рыб, например, в процессе поиска полового партнёра. Одновременно с этим свечение помогает им оставаться незаметными для хищников, хотя это предположение ещё нуждается в дополнительном экспериментальном подтверждении.
Авторы работы напоминают, что в 1960 году был открыт флуоресцентный белок медузы (GFP), который произвёл революцию в биомедицинских методах исследования и который сейчас повсеместно используется при изучении физиологических и патологических процессов. Учёные надеются, что дальнейшее исследование биофлюоресценции у рыб позволит открыть немало новых флуоресцентных белков.
Более подробно с результатами исследования и выводами можно познакомиться в статье, опубликованной в журнале PLoS ONE.
