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Donnerstag, 28.07.2016
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Überraschendes Leuchten im Ozean

Forscher entdecken erstaunlich verbreitete Fähigkeit zur Biofluoreszenz bei Meeresfischen

Sie leuchten neongrün, rot oder orange: Weitaus mehr Fische als gedacht besitzen die Fähigkeit zur Biofluoreszenz, wie Forscher jetzt entdeckt haben. Für unsere Augen unsichtbar, absorbieren sie blaues Licht und strahlen das Restlicht in Neonfarben zurück. Mindestens 180 biofluoreszierende Fischarten, darunter Haie, Rochen, Korallenfische und selbst Aale, fanden die Wissenschaftler schon bei ihrer ersten Suche in tropischen Korallenriffen.
Beispiele für biofluoreszierende Meeresfische, oben ein Katzenhai, darunter ein Rochen.

Beispiele für biofluoreszierende Meeresfische, oben ein Katzenhai, darunter ein Rochen.

Im Gegensatz zur Biolumineszenz, dem von biochemischen Reaktionen herrührenden Leuchten aus sich heraus, ist die Biofluoreszenz passiv: Sie tritt auf, wenn ein Tier im Meer mit Licht aus dem blauen Wellenbereich bestrahlt wird. Diese kurzwellige Licht regt Moleküle in der Haut der Tiere an, die dann ihrerseits Licht im grünen und roten Spektrum zurückstrahlen. "Wir kannten Biofluoreszenz schon lange bei Organismen wie Korallen, Quallen und selbst in Landtieren wie Schmetterlingen und Papageien, aber Biofluoreszenz bei Fischen berichteten bisher nur einige wenige Veröffentlichungen", sagt Koautor John Sparks vom American Museum of Natural History.

Sichtbar erst mit Gelbfilter und blauem Licht


Kein Wunder, denn im Ozean ist dieses Leuchten für uns normalerweise nicht sichtbar. Die Forscher entdeckten es daher erst, als sie auf einem Tauchgang vor den Bahamas ein Riff gezielt mit blauem Licht beschienen und ihre Taucherbrillen und Kameras mit gelben Filtern ausrüsteten. Diese Filter schluckten das blaue Streulicht und machten das Leuchten der Fische plötzlich deutlich sichtbar.

"Jetzt erhalten wir einen Blick auf dieses verborgene biofluoreszente Universum", erklärt David Gruber vom American Museum of Natural History. Ihre Expeditionen zu verschiedenen Korallenriffen der Karibik enthüllten einen ganzen Zoo von bekannten Fischen, die nun in völlig neuem Licht erstrahlten. Dazu gehörten sowohl Knorpelfische wie Haie und Rochen als auch Knochenfische wie Aale, räuberische Eidechsenfische und zahlreiche andere tropische Riffbewohner. Bei insgesamt 180 tropischen Fischarten stellten die Forscher das Leuchten fest.


So entdeckten die Forscher die Biofluoreszenz der Fische im Korallenriff

Leuchtende Pracht bei Vollmond


Die meisten dieser Fische besitzen gelbe Filter in ihren Augen, die es ihnen ermöglichen, das verborgene Leuchten ihrer Artgenossen zu erkennen. "Die eher tarnfarbig gemusterten Grundeln, Plattfische, Aale und Skorpionsfische sieht man normalerweise während des Tauchens kaum", erklärt Sparks. "Für unsere Augen verschwimmen sie mit ihrer Umgebung. Für einen Fisch mit einem gelben intraokularen Filter aber müssen sie geradezu herausstechen."

Das Leuchten hilft den Fischen vermutlich dabei, Partner zu finden und dabei für Fressfeinde trotzdem getarnt zu bleiben. Denn vor allem bei Vollmond strahlt besonders viel blaues Licht bis auf die Korallenriffe hinab. Dann leuchten die biofluoreszierenden Fische am prächtigsten – und genau dann gehen viele Riffarten auch auf Brautschau.

Augenringe und grüner Leuchtschleim


Die Bandbreite der Leuchttracht ist dabei enorm, wie die Forscher berichten. Die Spanne reicht von einfachen neongrünen Augenringen über komplexe Muster bis hin zu einem grün leuchtenden Schleim, der die ganze Körperoberfläche der Fische bedeckt. Sie wollen nun die biofluoreszierenden Fische weiter untersuchen und dabei vor allem herausfinden, welche Proteine und Moleküle das Leuchten hervorrufen. "

"Die Entdeckung des grün fluoreszierenden Proteins bei einer Qualle in den 1960er Jahren lieferte Biologen und Medizinern ein revolutionäres Werkzeug, um alles Mögliche zu untersuchen, vom Aidsvirus bis zur Funktionsweise unseres Gehirns", so Gruber. Denn mit diesem Protein ließen sich fortan gezielt auch andere Moleküle markieren und so ihr Weg im Körper verfolgen. Die Entdeckung der Biofluoreszenz bei so vielen Fischarten könnte nun weitere Leuchtproteine liefern und damit noch mehr Einsatzmöglichkeiten auch in der Biotechnologie, wie die Forscher hoffen. (PloS ONE, 2014, doi: 10.1371/journal.pone.008325)
(American Museum of Natural History, 13.01.2014 - NPO)