Учёные раскрыли многообразие биофлуоресценции морских рыб

Учёные открыли удивительное разнообразие люминесцентных узоров, скрытых от глаз человека.

(фото John S.Sparks et al.).

На фотографии голова морской собачки (Enneapterygius atriceps) при дневном (слева) и синем (справа) свете

(фото J. Sparks, D. Gruber).

Явление биофлюоресценции, широко известно как среди наземных животных, таких как бабочки и попугаи, так и среди морских обитателей, например, присутствует у кораллов и медуз.

Этот феномен заключается в том, что организмы или их некоторые наружные покровы поглощают свет, а именно коротковолновую часть спектра видимого излучения и ультрафиолетовые волны, затем трансформируют его и окрашиваются в новые переливающиеся цвета.

Наземные обитатели привыкли видеть вокруг себя множество красок. Но в отличие от них морские организмы живут в окружении в основном синих оттенков, поскольку толща воды быстро поглощает большую часть видимого светового спектра. В этой связи наличие способности к биофлюоресценции у рыб было мало изучено и упоминалось в научной литературе лишь в нескольких публикациях.

Новое исследование биологов Американского музея естественной истории (AMNH) и их коллег впервые демонстрирует широкое распространение этого явления среди морских рыб. В ходе длительных наблюдений учёные обнаружили, что поверхность тела многих видов обитателей океанов и морей поглощает синий свет и приобретает неоново-зелёную, красную и оранжевую окраску.

Учёные открыли удивительное разнообразие люминесцентных узоров, скрытых от глаз человека.
(фото John S.Sparks et al.).

Биологи наблюдали за морскими жителями в их естественной среде обитания. Ведущий автор исследования Джон Спаркс (John Sparks) и его коллега Дэвид Грубер (David Gruber) впервые столкнулись с биофлюоресценцией у рыб, а именно у мурен, во время исследования аналогичного явления у кораллов в районе Малого Каймана (Каймановы острова). Затем последовали масштабные экспедиции и изучение тропических вод в районах Багамских и Соломоновых островов с привлечением множества специалистов из разных стран.

Исследователи совершали ночные погружения, в ходе которых стимулировали биофлюоресценцию рыб с помощью источника интенсивного синего света. К сожалению, получаемое световое представление человеческий глаз не способен уловить. А вот глаза рыб оснащены своеобразными жёлтыми фильтрами, которые позволяют им видеть флуоресцентное свечение. Для его записи учёные использовали специальные камеры, оснащённые как раз жёлтыми фильтрами.

В ходе работы способность к биофлюоресценции была выявлена как у хрящевых рыб (например, акулы и скаты), так и у костных (например, мурены или представители семейства ящероголовых). Всего было зафиксировано более 180 "светящихся" видов.

На фотографии голова морской собачки (Enneapterygius atriceps) при дневном (слева) и синем (справа) свете
(фото J. Sparks, D. Gruber).

При этом биологи обнаружили множество различных механизмов создания неоновой окраски: от светящейся зелёной слизи, покрывающей тело рыбы, до сложных встроенных моделей с локализацией в разных местах поверхности тела. Этот факт свидетельствует о том, что способность к биофлюоресценции развивалась в ходе эволюции независимо несколькими путями.

"Всех этих загадочных узорчатых бычков, камбал, мурен и скорпен сложно различить на фоне морского дна во время погружения, — рассказывает Спаркс в пресс-релизе музея. — Но для других рыб, чьи глаза оснащены жёлтыми фильтрами, они должны быть словно бельмо на глазу".

Специалисты склонны считать, что биофлюоресценция способствует межвидовой и внутривидовой коммуникации рыб, например, в процессе поиска полового партнёра. Одновременно с этим свечение помогает им оставаться незаметными для хищников, хотя это предположение ещё нуждается в дополнительном экспериментальном подтверждении.

Авторы работы напоминают, что в 1960 году был открыт флуоресцентный белок медузы (GFP), который произвёл революцию в биомедицинских методах исследования и который сейчас повсеместно используется при изучении физиологических и патологических процессов. Учёные надеются, что дальнейшее исследование биофлюоресценции у рыб позволит открыть немало новых флуоресцентных белков.

Более подробно с результатами исследования и выводами можно познакомиться в статье, опубликованной в журнале PLoS ONE.


Также по теме:
Генно-модифицированные гусеницы сплели шёлк, светящийся в темноте разными цветами
Светящаяся бактерия заполучила в управление кальмара
Красноярские учёные получили грант на изучение биолюминесценции
Светящаяся бактерия заполучила в управление кальмара
Генетики нашли способ узнать, о чём думают рыбы