Forskare har utvecklat hajseende
David Gruber ser glödande livsformer överallt. Han har hittat dussintals fluorescerande koraller i Great Barrier Reef. År 2014 rapporterade han om mer än 180 fiskarter som fluorescerar. Förra året snubblade han till och med över fluorescerande havssköldpaddor.
Nu vill Gruber, biolog vid City University of New Yorks Baruch College, veta varför alla dessa arter lyser. Han och hans kollegor byggde en ”shark-eye”-kamera för att simulera hur fluorescerande hajar ser ut för varandra, delvis för att människor ska se lite vänligare på dessa varelser.
Djur som fiskar och sköldpaddor genererar inte sitt eget ljus, vilket en eldfluga gör. Att vara biofluorescerande innebär att molekyler i deras hud absorberar ljus med en viss våglängd och skickar tillbaka det med en annan våglängd. I havet innebär det vanligtvis att de absorberar blått ljus och omvandlar det till grönt, rött eller orange. Det är svårt att märka med mänskliga ögon i det dunkla havet, även om en person kan upptäcka en grönaktig färg på exempelvis en hajs hud.
Att hitta biofluorescens hos så många havsdjur ledde till att Gruber undrade vilken fördel det gav en art. Han och hans medförfattare har börjat besvara den frågan för två biofluorescerande hajar, den atlantlevande kedjekatthajen och den stillahavslevande svallhajen. De har gjort det genom att titta djupt in i deras ögon – inte i romantisk mening, utan i dissektionssyfte. De fann att även om dessa arter verkar ha utmärkt syn i svagt ljus är de monokromater. Det betyder att till skillnad från människor, som bygger upp färgseende med hjälp av tre typer av pigmentmolekyler i våra ögon, har dessa hajar bara ett pigment. Det känner av blågrönt ljus.
Det är logiskt, säger Gruber. ”Havet är ett enormt blått filter, och det blir mer perfekt blått ju djupare man kommer.” Om det inte finns några andra färger av ljus att se, varför bry sig?
Nästan frågade teamet vilka delar av hajens kropp som fluorescerar. Båda arterna har fläckiga mönster, som i ljuset från ett akvarium skulle se ut som ljusbeige och mörkgrå, eller ljusbeige och svart. (Katthajens mönster ser nästan ut som en giraffs mönster.) Forskarna studerade hajskinnet i laboratoriet och använde en speciell kamerauppsättning för att livfullt fånga hajarnas fluorescens i naturen. De dök på natten och sken blått ljus på djuren. Sedan använde de en kamera med blått ljus filtrerat bort för att fånga endast den gröna fluorescensen som lyste tillbaka till dem.
Mera berättelser
Fluorescensen kom främst från hajarnas beiga fläckar. Men svallhajen avslöjade också ”dessa blinkande, mycket ljusa fläckar överallt”, säger Gruber. Dessutom såg forskarna fluorescens som sken kusligt från hajarnas ögon.
Slutligt använde teamet vad de hade lärt sig om synen hos de två arterna för att skapa haj-ögonkameran. Det är ”en filmkamera med mycket hög upplösning”, säger Gruber, där filter har lagts till för att simulera vad de monokromatiska djuren skulle se.
Resultatet ser inte så prunkande ut. Men den verkliga frågan är vilken skillnad det gör för en haj. Gör det extra gröna ljuset att hajens mönster blir lättare att se mot havets bakgrund? I en modell fann forskarna att när hajar simmar djupare i havet borde deras fluorescerande mönster sticka ut starkare för andra hajars ögon. De publicerade sina resultat i Scientific Reports.
Inte alla är övertygade om lagets modell. Nathan Hart, biolog vid Macquarie University i New South Wales, Australien, som studerar hajars syn, undrar om det blå ljuset i djuphavet verkligen är tillräckligt starkt för att få hajarnas fluorescens att sticka ut. Christine Bedore vid Georgia Southern University tillägger att hon är ”ganska tveksam till att fluorescensen har någon ekologisk relevans.”
Gruber betonar att studien bara är ett första försök att ta reda på hur hajar ser sitt eget sken. Och biofluorescens verkar ha utvecklats många gånger hos fiskar – en ledtråd om att den har ett syfte. ”Det är helt logiskt om man tänker på livet i det blå havet”, säger Gruber. ”Varför skulle de inte komma på ett sätt att göra sin värld rikare på textur?”
Om fluorescens hjälper hajar att se andra medlemmar av sin art skulle det kunna hjälpa dem att hitta varandra för parning eller socialisering. Men biofluorescens kan också göra hajarna mer uppenbara för rovdjur. Gruber säger att det inte är klart vilka djur som äter dessa arter – kanske andra, större hajar – eller vilka deras egna visuella förmågor kan vara. Mycket få hajarter har ”tagits till ögondoktorn”, säger han.
”Den här studien öppnade verkligen mina ögon”, tillägger Gruber (utan ordvitsar), ”för hur lite vi vet om hajarnas syn.”
Ett av hans nästa steg kommer att vara att skapa kameror som föreställer andra djurs ögon, tack vare en ny teknik som kallas hyperspektralkamera. Med denna typ av kamera kan forskarna spela in bilder under vattnet och sedan skriva algoritmer i labbet för att omvandla bilderna till olika arters synvinkel.
I slutändan hoppas Gruber att det kommer att ha praktiska fördelar att se världen genom andra djurs ögon. Det är svårt att övertyga människor om vikten av att skydda havet, säger han, när de inte kan relatera till de djur som lever där. Människor kanske tänker på marina varelser som mystiska, skrämmande eller helt enkelt som mat. Men om vi sätter oss in i deras perspektiv tror Gruber att ”det skulle kunna föra oss närmare dessa arter.”