Fény az éjszakában

Dobó Zoltán barátunk írásának azt a sokatmondó alcímet adta, hogy "pár sor a világító élőlényekről".

A Vörös-tengeren éjszakai merülésen vagyunk. Kicsit arrébb húzódunk a társammal a csoporttól. Az egyezményes jellel mutatom, hogy ereszkedjünk le a fenékre. Mutatom, hogy térdeljünk le, leoltom a lámpámat és mutatom a társamnak is, hogy kövesse a példámat. Nem érti mit akarok, de engedelmeskedik, ő is kikapcsolja a világítását. Nem teljes a sötétség, de azért elég sűrű. Csapok egyet a kezemmel a sötét vízbe. A mozdulat nyomán néhány szikraszerű halványzöld felvillanás látható. Még egy-két hirtelen mozdulat és mindenfelé felvillanó fényeket látunk. Intek az elámuló társnak: most te. Néhány bizonytalan csapkodás után egész komoly mozgásművészeti bemutatót láthatok szikraeső kíséretében. A világító plankton nem is olyan ritka jelenségét figyelhettük meg ezen az éjszakán. A jelenséget bioluminesszenciának hívják, nézzük meg alaposabban, hogy mit is érdemes erről tudnia egy búvárnak.

Az élővilágban meglepően gyakori jelenség, hogy fényt bocsátanak ki az egyes élőlények. Baktériumok, gombák, algák, rovarok, rákok, halak, tehát a legkülönbözőbb élőlénycsoportok tagjainál lehet megfigyelni, hogy valamilyen okból világítanak. Habár a legismertebb ilyen élőlény kétségkívül a szentjánosbogár, amelyet idehaza is meg lehet figyelni, de a legtöbb világító élőlényt mégis a tengerekben találhatjuk. Elég ha a szilás cetek egyik legfőbb táplálékára gondolunk a krillre, melynek hivatalos magyar neve nem véletlenül világítórák. De nem is kell a Vörös-tengerre vagy a bálnák hazájába elmenni, hogy a jelenséget megfigyeljük. Én először az Adrián tapasztaltam, hogy a mozdulataim hatására "szikrázik" a víz. Az adriai fotoplankton sokkal sűrűbb és apróbb szemű volt, mint a vörös-tengeri, de ebből nem szabad elhamarkodott következtetéseket levonni. Hiszen az is előfordulhat, hogy ugyanazon a helyen az egyik este egészen más intenzitású a világító tevékenység, mint egy másik alkalommal. A fény általában sárgászöld-zöld színű (400-800 nm hullámhosszú), érdekes tulajdonsága, hogy hideg fény, azaz a hőtermelés minimális. Ez érthető is, hiszen a világító élőlények nem melegedhetnek fel annyira, mint a volfrámszálas izzók, de még annyira sem, mint a fénycsövek.

A bioluminesszencia hátterében nagyon érdekes biokémiai folyamatok állnak. A kutatók az élőlényekben található világító anyagot luciferinnek nevezték el. Ez egy kis nyelvészeti kitérő után válik érthetővé: a lucifer (latin, görög) eredeti jelentése "fényhozó" de jelentette az esthajnalcsillagot is. Azonban a luciferin önmagában még nem világít. Az oxigénnel összekapcsolódva válik csak világítóvá. A folyamatot enzim katalizálja, melyet luciferáznak hívnak, az energiát ATP biztosítja. Egy lassú égési folyamatról van szó, amelynek rendkívül jó a hatásfoka, az energia 80-90 %-a fény formájában szabadul fel. A fénykibocsátása miatt az egyik leggyakrabban vizsgált vízi állat egy kagylósrák (Cypridina hilgendorfi).

Láthatjuk tehát, hogy a dolog nem ördöngösség. Természetesen a későbbi kutatások árnyalták a fent vázolt folyamatot. Kiderült, hogy a luciferinek kémiailag nem egységes vegyületek, tehát egy világító alga egészen más vegyületet használ lámpásnak, mint egy világító rák, vagy egy hal. Némely élőlény nem elégedett meg azzal, hogy tud világítani, hanem különböző "trükköket" is bevet. Ilyen például, hogy a test felé sugárzó fényt egy különleges fényvisszaverő szövettel a külvilág felé irányítja, ezzel a fényerőt fokozza. Egy másik "trükk", hogy a világítását átlátszó lencse alakú szervvel fókuszálja. Egyes mélytengeri halak különös módon oldják meg a világítás kérdését. Mivel önmaguk nem tudnak világítani, szimbionta világító baktériumokat "tartanak" (ilyenek a Photoblepharon és az Anomalops genus fajok, magyar nevük nincs). A szimbiózis olyan együttélés, amely mind a két fél számára kölcsönösen előnyös. A baktériumok védelmet és biztonságot kapnak a halaktól, a halak pedig a világítás előnyeit élvezik. Ezek a baktériumok állandóan világítanak, ami nem kedvező a halnak, hiszen így az ellenségei könnyen megtalálnák. Ezért egy bőrredővel eltakarja a baktériumokat. Amikor világítani akar, akkor csak elhúzza ezt a bőrredőt, amikor veszélyt érez, akkor meg eltakarja a baktériumokat rejtő részt. Más halaknak azonban jól differenciálódott fénykibocsátó szervük van (Astronesthes és Porichthys fajok).

Mivel a világítás energiaigényes folyamat, joggal kérdezhetjük, hogy miért alakult ki az evolúció során a világító képesség. A kutatók egyetértenek abban, hogy valószínűleg több dologra vezethető vissza ez a jelenség. Ilyen például a védekezés, vagy a szaporodás, de ismerünk olyan eseteket is amikor a táplálékállatok odacsalogatása a cél. Esetenként a fény képzésének egyszerre több funkciója is lehet. A planktonikus élőlényekről gondolják azt, hogy védekezésre használják a fényt. A hirtelen felvillanó fény meglepheti annyira a ragadozót, hogy ez alatt a sötétség oltalmában a kis alga vagy rákocska elillanhat. De más élőlényeknél is leírtak hasonlót, például az Északi-tengerben élő világító fúrókagyló (Pholas dactylus) támadás hatására világító felhővel veszi magát körül, és ezzel próbálja megvédeni magát. Az Acanthephyra nevű tengeri rák is lumineszkáló felhővel védekezik. A nagyobb élőlények, különösen a mélytengeri halak, az örök sötétség birodalmában, pedig nemi társra találhatnak a fény segítségével, de más halakat is odacsalnak, hogy azután velük táplálkozzanak.

A bevezetésben felidézett merülésnek kétségkívül a fotoplankton volt az egyik csúcspontja. Utána megerősítve éreztem magam, azon régi mániámban, hogy ami kicsi az nem biztos, hogy jelentéktelen, hanem lehet nagyon szép és érdekes is. Bár a merülés után a hajón rögtönzött alig másfélórás kis előadásomat a planktonról, luciferinről és egyebekről a társaság egyöntetűen alvással honorálta.

Dobó Zoltán
Búvár Paradicsom