Tutkijat ovat kehittäneet hainäköaistin
David Gruber näkee hehkuvia elämänmuotoja kaikkialla, minne hän katsoo. Hän on löytänyt kymmeniä fluoresoivia koralleja Suurelta valliriutalta. Vuonna 2014 hän raportoi yli 180 kalalajista, jotka fluoresoivat. Viime vuonna hän törmäsi jopa fluoresoiviin merikilpikonniin.
Nyt New Yorkin kaupungin yliopiston Baruch Collegen biologi Gruber haluaa tietää, miksi kaikki nämä lajit hehkuvat. Hän ja hänen kollegansa rakensivat ”shark-eye”-kameran simuloidakseen, miten fluoresoivat hait näyttävät toisilleen, osittain siksi, että ihmiset suhtautuisivat näihin otuksiin hieman ystävällisemmin.
Kalojen ja kilpikonnien kaltaiset eläimet eivät tuota omaa valoaan, kuten tulikärpänen tekee. Se, että ne ovat biofluoresoivia, tarkoittaa, että niiden ihossa olevat molekyylit imevät tietyn aallonpituuden valoa ja heijastavat sen takaisin eri aallonpituudella. Meressä tämä tarkoittaa yleensä sitä, että ne imevät sinistä valoa ja muuttavat sen vihreäksi, punaiseksi tai oranssiksi. Sitä on vaikea havaita ihmissilmin hämärässä meressä, vaikka ihminen saattaakin havaita esimerkiksi hain ihon vihertävän värin.
Biofluoresenssin löytyminen niin monista merieläimistä sai Gruberin miettimään, mitä etua se antaa lajille. Hän ja hänen työtoverinsa ovat alkaneet vastata tähän kysymykseen kahden biofluoresoivan hain, Atlantilla elävän ketjukissahain ja Tyynellämerellä elävän paisuntahain osalta. He ovat tehneet sen katsomalla syvälle niiden silmiin – ei romanttisessa mielessä vaan leikkelemällä niitä. He havaitsivat, että vaikka näillä lajeilla näyttää olevan erinomainen hämäränäkö, ne ovat monokromaattisia. Toisin kuin ihmisillä, joilla värinäkö rakentuu kolmenlaisten pigmenttimolekyylien avulla, näillä hailla on vain yksi pigmentti. Se havaitsee sinivihreän valon.
Tässä on järkeä, Gruber sanoo. ”Meri on valtava sininen suodatin, ja se muuttuu täydellisemmin siniseksi mitä syvemmälle mennään.” Jos muita valon värejä ei ole havaittavissa, miksi vaivautua?
Seuraavaksi ryhmä kysyi, mitkä hain ruumiinosat fluoresoivat. Molemmilla lajeilla on pilkullisia kuvioita, jotka akvaarion valossa näyttäisivät vaaleanbeige-tummanharmaalta tai vaaleanbeige-mustalta. (Ketjukissahaiden kuviointi näyttää melkein kirahvin kuvioinnilta.) Tutkijat tutkivat haiden nahkaa laboratoriossa ja käyttivät erityistä kamera-asennelmaa tallentaakseen haiden fluoresenssin elävästi luonnossa. He sukelsivat yöllä ja valaisivat eläimiä sinisellä valolla. Sitten he käyttivät kameraa, josta suodatettiin sininen valo pois, jotta he saivat talteen vain vihreän fluoresenssin, joka loisti takaisin heihin.
Lisää tarinoita
Fluoresenssi tuli enimmäkseen haiden beigeistä laikuista. Mutta paisuntahaista paljastui myös ”näitä tuikkivia, hyvin kirkkaita täpliä kaikkialla”, Gruber sanoo. Lisäksi tutkijat näkivät fluoresenssin loistavan aavemaisesti haiden silmistä.
Loppujen lopuksi ryhmä käytti sitä, mitä he olivat oppineet näiden kahden lajin näkökyvystä, hain silmäkameran luomiseen. Se on Gruberin mukaan ”erittäin korkearesoluutioinen elokuvakamera”, johon on lisätty suodattimia simuloimaan sitä, mitä yksiväriset eläimet näkisivät.
Tulos ei näytä kovin räiskyvältä. Mutta todellinen kysymys on, mitä eroa sillä on haille. Tekeekö ylimääräinen vihreä valo hain kuviot helpommin havaittaviksi valtamerta vasten? Tutkijat havaitsivat mallissa, että kun hait uivat syvemmällä meressä, niiden fluoresoivien kuvioiden pitäisi erottua voimakkaammin muiden haiden silmissä. He julkaisivat tuloksensa Scientific Reports -lehdessä.
Ryhmän malli ei vakuuta kaikkia. Australian New South Walesissa sijaitsevan Macquarie Universityn biologi Nathan Hart, joka tutkii haiden näkökykyä, ihmettelee, onko syvänmeren sininen valo todella tarpeeksi kirkasta, jotta haiden fluoresenssi erottuu. Christine Bedore Georgia Southernin yliopistosta lisää, että hän ”epäilee melkoisesti, onko fluoresenssilla mitään ekologista merkitystä.”
Gruber korostaa, että tutkimus on vasta ensimmäinen läpikäynti sen selvittämiseksi, miten hait näkevät oman hehkunsa. Ja biofluoresenssi näyttää kehittyneen kaloissa moneen kertaan – vihje siitä, että sillä on tarkoitus. ”Siinä on järkeä, jos ajattelee elämää sinisessä valtameressä”, Gruber sanoo. ”Miksi ne eivät keksisi keinoa tehdä maailmastaan tekstuuriltaan rikkaampi?”
Jos fluoresenssi auttaa haita näkemään muita lajinsa jäseniä, se voisi auttaa niitä löytämään toisensa parittelua tai seurustelua varten. Biologinen fluoresointi saattaa kuitenkin myös tehdä hait näkyvämmiksi saalistajille. Gruberin mukaan on epäselvää, mitkä eläimet syövät näitä lajeja – ehkä muut, isommat hait – tai mitkä ovat niiden omat visuaaliset kyvyt. Hyvin harvoja hailajeja on ”viety silmälääkärille”, hän sanoo.
”Tämä tutkimus todella avasi silmäni”, Gruber lisää (ei sanaleikkiä), ”kuinka vähän tiedämme haiden näkökyvystä.”
Yksi hänen seuraavista vaiheistaan on luoda kameroita, jotka kuvaavat muiden eläinten silmiä, kiitos uuden tekniikan, jota kutsutaan nimellä hyperspektrikamera. Tällaisen kameran avulla tutkijat voisivat tallentaa kuvamateriaalia veden alla ja kirjoittaa sitten laboratoriossa algoritmeja, joiden avulla kuvamateriaali voidaan muuntaa eri lajien näkökulmaksi.
Viime kädessä Gruber toivoo, että maailman näkemisestä muiden eläinten silmien kautta olisi käytännön hyötyä. Hänen mukaansa ihmisiä on vaikea vakuuttaa valtamerten suojelun tärkeydestä, jos he eivät voi samaistua siellä eläviin eläimiin. Ihmiset saattavat pitää merieläimiä salaperäisinä, pelottavina tai pelkkänä ruokana. Mutta jos asettaudumme niiden näkökulmaan, Gruber uskoo, ”se voisi tuoda meidät lähemmäs näitä lajeja.”