Wetenschappers hebben haaienvisie ontwikkeld
David Gruber ziet overal waar hij kijkt gloeiende levensvormen. Hij heeft tientallen fluorescerende koralen gevonden in het Groot Barrièrerif. In 2014 maakte hij melding van meer dan 180 fluorescerende vissoorten. Vorig jaar stuitte hij zelfs op fluorescerende zeeschildpadden.
Nu wil Gruber, een bioloog aan het Baruch College van de City University of New York, weten waarom al deze soorten oplichten. Hij en zijn collega’s bouwden een “shark-eye” camera om na te bootsen hoe fluorescerende haaien op elkaar lijken, deels zodat mensen deze wezens wat vriendelijker gaan bekijken.
Dieren als vissen en schildpadden genereren niet hun eigen licht, zoals een vuurvlieg dat doet. Biofluorescerend zijn betekent dat moleculen in hun huid licht van een bepaalde golflengte absorberen, en het op een andere golflengte terugkaatsen. In de oceaan betekent dat meestal dat ze blauw licht absorberen en dat omzetten in groen, rood of oranje. In de schemerige oceaan is dat met het menselijk oog moeilijk waar te nemen, maar een mens kan bijvoorbeeld een groenige zweem op de huid van een haai waarnemen.
Doord biofluorescentie bij zoveel zeedieren te vinden, vroeg Gruber zich af welk voordeel het een soort gaf. Hij en zijn mede-auteurs zijn begonnen die vraag te beantwoorden voor twee biofluorescerende haaien, de kettingkathaai die in de Atlantische Oceaan leeft en de deininghaai die in de Stille Oceaan leeft. Zij hebben dit gedaan door diep in hun ogen te kijken – niet in de romantische zin, maar in de ontleedkundige zin. Zij ontdekten dat, hoewel deze soorten uitstekend kunnen zien bij weinig licht, zij monochromatisch zijn. Dat betekent dat deze haaien, in tegenstelling tot mensen, die kleuren zien met behulp van drie soorten pigmentmoleculen in onze ogen, slechts één pigment hebben. Het detecteert blauwgroen licht.
Dat is logisch, zegt Gruber. “De oceaan is een enorm blauw filter, en het wordt perfecter blauw naarmate je dieper gaat.” Als er geen andere kleuren licht te zien zijn, waarom dan moeite doen?
Daarna vroeg het team welke delen van het lichaam van een haai fluoresceren. Beide soorten hebben gevlekte patronen, die in het licht van een aquarium licht-beige-en-donkergrijs, of licht-beige-en-zwart lijken. (Het patroon van de kettinghaai lijkt bijna op dat van een giraffe.) De onderzoekers bestudeerden de haaienhuid in het lab en gebruikten een speciale camera-opstelling om de fluorescentie van de haaien in het wild levendig vast te leggen. Ze doken ’s nachts en schenen met blauw licht op de dieren. Vervolgens gebruikten ze een camera met blauw licht eruit gefilterd om alleen de groene fluorescentie vast te leggen die naar hen terug scheen.
More Stories
De fluorescentie kwam vooral van de beige vlekken van de haaien. Maar de deining haai onthulde ook “deze fonkelende, zeer heldere vlekken overal,” zegt Gruber. Bovendien zagen de onderzoekers fluorescentie die griezelig uit de ogen van de haaien scheen.
Ten slotte gebruikte het team wat ze hadden geleerd over het gezichtsvermogen van de twee soorten om de haaien-oogcamera te maken. Het is “een filmcamera met een zeer hoge resolutie”, aldus Gruber, waaraan filters zijn toegevoegd om na te bootsen wat de monochrome dieren zouden zien.
Het resultaat ziet er niet al te fraai uit. Maar de echte vraag is welk verschil het maakt voor een haai. Zijn de patronen van een haai door het extra groene licht beter te zien tegen de achtergrond van de oceaan? In een model vonden de onderzoekers dat wanneer haaien dieper in de oceaan zwemmen, hun fluorescerende patronen sterker zouden moeten opvallen voor de ogen van andere haaien. Ze publiceerden hun resultaten in Scientific Reports.
Niet iedereen is overtuigd van het model van het team. Nathan Hart, een bioloog aan de Macquarie University in New South Wales, Australië, die het zicht van haaien bestudeert, vraagt zich af of het blauwe licht in de diepe oceaan echt fel genoeg is om de fluorescentie van de haaien te laten opvallen. Christine Bedore, van de Georgia Southern University, voegt daaraan toe dat zij “betwijfelt of de fluorescentie enige ecologische relevantie heeft.”
Gruber benadrukt dat de studie slechts een eerste aanzet is om erachter te komen hoe haaien hun eigen gloed zien. En biofluorescentie lijkt al vele malen te zijn geëvolueerd bij vissen – een aanwijzing dat het een doel heeft. “Het is volkomen logisch als je nadenkt over het leven in de blauwe oceaan,” zegt Gruber. “Waarom zouden ze geen manier bedenken om hun wereld rijker te maken aan textuur?”
Als fluorescentie haaien inderdaad helpt andere leden van hun soort te zien, zou het hen kunnen helpen elkaar te vinden voor paring of socialisatie. Maar biofluorescentie zou de haaien ook duidelijker kunnen maken voor roofdieren. Gruber zegt dat het niet duidelijk is welke dieren deze soorten eten – misschien andere, grotere haaien – of wat hun eigen visuele vaardigheden zijn. Slechts weinig haaiensoorten zijn “naar de oogarts gebracht”, zegt hij.
“Deze studie heeft me echt de ogen geopend”, voegt Gruber toe (geen woordspeling bedoeld), “over hoe weinig we weten over het gezichtsvermogen van haaien.”
Een van zijn volgende stappen zal zijn om camera’s te maken die de ogen van andere dieren voorstellen, dankzij een nieuwe technologie die een hyperspectrale camera wordt genoemd. Met dit soort camera’s kunnen onderzoekers onder water beelden opnemen en vervolgens in het lab algoritmen schrijven om de beelden om te zetten in het gezichtspunt van verschillende diersoorten.
Uiteindelijk hoopt Gruber dat het zien van de wereld door de ogen van andere dieren praktische voordelen zal hebben. Het is moeilijk om mensen te overtuigen van het belang van bescherming van de oceaan, zegt hij, als ze geen relatie kunnen leggen met de dieren die er leven. Mensen zien zeedieren misschien als mysterieus, of eng, of gewoon als voedsel. Maar als we onszelf in hun perspectief plaatsen, gelooft Gruber: “Dat kan ons dichter bij deze soorten brengen.”