Morild: Selvlysende alger lyser havet op

Fortsat et mysterium

Algerne lyser, fordi de indeholder et særligt enzym, der hedder luciferase, og som dirigerer en kemisk reaktion mellem ilt og et lysproducerende molekyle kaldet luciferin. Idet enzymet tilfører ilt til luciferin, bliver der frigivet energi i form af fotoner, hvilket udløser et lyssignal. Den kemiske proces kan aktiveres af mekaniske påvirkninger, og algerne lyser typisk kun, når de støder på noget eller mærker bevægelser fra skvulp, strømninger og bølger i vandet. Aftensvømmere kan derfor opleve, at vandet omkring dem lyser op, når de svømmer igennem et område med furealgerne.

Selvom forskerne ved, hvordan algerne lyser, så er det fortsat lidt af et mysterium, hvorfor de lyser. Evnen til at danne biologisk lys opstod formentlig af en helt anden årsag end at kunne lyse. Da fotosyntetiske organismer opstod og omdannede CO2 til ilt, begyndte klodens iltniveauer at stige. Det blev en enorm drivkraft for udviklingen af komplekse livsformer, fordi ilt kunne bruges til at omsætte energi i celler. Mere ilt betød altså mere energi til livets udfoldelse. Men den øgede mængde ilt havde også en dyster bagside, som organismer skulle lære at håndtere.

- Ilt er jo sådan set en gift, hvis det kommer op i for høje koncentrationer, fortæller Anders Garm. Fordi den her lysdannelsesproces bruger ilt, så er det også en måde at fjerne ilt fra cellen på, en form for iltafgiftning. Derfor er det meget muligt, at de her molekyler i første omgang er udviklet til at fjerne ilt og ikke til at lave lys.

I dag bruger organismer andre metoder til at beskytte sig mod forhøjede iltniveauer, og derfor er biologisk lys ikke nødvendigt til lige præcis det formål. Men lyset viste sig hurtigt at være en gunstig egenskab, som kunne gavne på mange flere måder end blot at beskytte mod højere iltniveauer.

Lyset fungerer som algens forsvar

I furealgens tilfælde fungerer lyset som et forsvar mod rovdyr. Algen er en eftertragtet fødekilde for de små krebsdyr, der hedder vandlopper, men forskellige videnskabelige forsøg har vist, at algens lys alarmerer vandlopperne. Man har fundet ud af, at vandlopper simpelthen spiser færre alger, når algerne lyser, end når de ikke lyser. Og vandlopper reagerer med hurtige svømmebevægelser på algernes lysglimt, som om de forsøger at lægge afstand til lyskilden.

Helt præcis hvorfor lyset skræmmer de små krebsdyr, er uvist, men forskerne har to teorier i spil. Den ene går på, at algernes lysglimt forskrækker krebsdyrene og forstyrrer deres jagt efter føde. Krebsdyrene jager kun ved overfladen om natten, og det kan være en instinktiv aversion mod lys, der får dem til at søge væk, når algerne blinker.

Den anden teori betragtes af mange forskere som den mest plausible. Den hævder, at algernes lys fungerer som en slags tyverialarm, der tilkalder hjælp.

- Det er det, vi kalder burglar alarm-teorien, fortæller Anders Garm. Og den teori handler om, at furealgerne tænder lyset, når de støder ind i rovdyr som f.eks. krebsdyrene eller bliver påvirket af dyrenes bevægelser i vandet. Og på den måde reklamerer de til større rovdyr om, at her er der alger, som bliver angrebet af krebsdyr, som rigtig mange andre dyr lever af. Så ved at udsende lys tiltrækker de små fisk, der spiser krebsdyrene, og på den måde benytter de sig af, at dine fjenders fjender er dine venner.

Et hav fuld af lys - furealgen er ikke den eneste

Furealgerne, der er ansvarlige den forunderlige morild, er langtfra de eneste lysende væsener i havet. Faktisk er biologisk lys ekstremt udbredt, og evnen til at lyse findes også i en række arter af blandt andet bakterier, orme, bløddyr, polypdyr, gopler, krebsdyr og fisk. Og på land findes også selvlysende svampe og insekter.

- Der er forskellige studier, der estimerer, at over halvdelen af alle organismer i havet er selvlysende, siger Anders Garm. Det er en evne, som evolutionært er opstået rigtig mange gange i vidt forskellige arter og helt uafhængigt af hinanden.

I en undersøgelse fra 2020 fandt forskere fra University of California, at bioluminescens er opstået mindst 94 gange i forskellige organismer via såkaldt konvergent evolution – det vil sige at samme træk er opstået i helt ubeslægtede arter.

Og en undersøgelse med 17 års videooptagelser af havlivet mellem havoverfladen og 3.900 meters dybde afslørede, at 76 pct. af de dyr, der blev fanget på optagelserne, kunne lyse.

- Det er måske i virkeligheden det mest almindelige karaktertræk, hvis du er et dyr i havet. Det er mere almindeligt end at kunne svømme. Det er mere almindeligt end at have gæller. Du kan ikke finde ét karaktertræk ved dyr i havet, som er mere almindeligt end at kunne lyse. Medmindre du inkluderer helt basale karaktertræk som f.eks. hud, men det er så ikke specifikt for havdyr, forklarer Anders Garm.

At lys er opstået i et hav af organismer uafhængigt af hinanden, understreger lysets værdi. Og i dyreriget bruges lyset til meget andet end blot forsvar, som furealgen bruger det til.

- Dyrene lyser til hinanden, så de kan kommunikere i mørket. Og det er jo typisk noget, vi ser i dybhavet, hvor populationerne er så tynde, at det er svært at finde hinanden. Derfor skal man reklamere for sig selv på alle mulige måder, fortæller Anders Garm.

Ligesom dyr på land udsender mange havdyr også lugtstoffer, kaldet feromoner, til at kommunikere med potentielle mager eller advare artsfæller, når der er fare på færde. Men de kemiske signaler er under havstrømningernes taktstok og spredes kun i én retning. Lys sendes derimod ud i alle retninger og er en uhyre effektiv kommunikationsform.

Og netop lysets virke som kommunikationsmiddel har været afgørende for udviklingen af øjne.

Det, jeg virkelig interesserer mig for, er at forstå synet og evolutionen af øjne. Og det viser sig, at bioluminescens betyder supermeget for udviklingen af syn, som faktisk har foregået for det meste i havet. Man lyser jo kun, fordi man vil have et øje til at se lyset, og bioluminescens har haft en kæmpe indflydelse på, hvordan øjne er bygget, fordi rigtig mange øjne aldrig ser andet lys end bioluminescens,” siger Anders Garm.

Morild er altså ikke bare en fryd for øjet, flere hundrede millioner år med biologisk lys har også været en medvirkende faktor til, at vores øjne ser verden, som de gør.