W kredzie, kiedy kwiaty i dinozaury rozprzestrzeniały się na lądzie, a pterozaury i ptaki opanowywały niebo, w oceanach ryby zaczynały świecić.
Dzisiaj jest około 1,5 tysiąca bioluminescencyjnych gatunków ryb – zdolnych do wytwarzania własnego światła. Mają świecące przynęty na głowach, świecące pasy po bokach, jaskrawe kozie bródki zwisające pod szczękami, błyskające latarki poniżej oczu lub promienne brzuchy, które zacierają ich zarysy, chroniąc przed drapieżnikami obserwującymi z dołu.
Wyewoluowały świecenie na najrozmaitsze sposoby. Jedne wytwarzają je samodzielnie poprzez reakcje chemiczne we własnych komórkach. Inne stworzyły partnerstwa z świecącymi bakteriami, rozwijając narządy na pomieszczenie tych mikroskopijnych pochodni.
Mimo oczywistej różnorodności ryb bioluminescencyjnych nikt nie wie dokładnie, jak często te zwierzęta wyewoluowały swoje samodzielnie wytwarzane światło. „Sądziliśmy, że mogło to być około tuzina razy tylko przypatrując się ich liście – mówi Matthew Davis z St. Cloud State University - ale rzeczywista liczba okazała się znacznie wyższa”.
Wraz z Johnem Sparksem i Leo Smithem Davis zbudował drzewo genealogiczne ryb promieniopłetwych – grupy, która obejmuje około 99 procent gatunków ryb. Przez zaznaczanie bioluminescencyjnych linii rodowych poinformowali w środę w piśmie “PLOS ONE”, że te zwierzęta niezależnie wyewoluowały własne światło co najmniej 27 razy.
Z tych 27 linii, 17 było partnerstwem z świecącymi bakteriami, które ryby pobierały z otaczającej je wody. Głębokowodne żabnice przechowują mikroby w płetwach grzbietowych, które przekształciły w złożone przynęty. Ryby mydliczkowate trzymały mikroby w gardłach i kontrolowały produkowane przez nie światło przez wyewoluowanie okiennic z mięśni i przezroczystych okien.
Dla Stevena Haddocka z Monterery Bay Aquarium Research Institute, te partnerstwa różnią się jednak fundamentalnie od wypadków, kiedy ryby wyewoluowały własne, wewnętrzne światło: „Jeśli jakiś gatunek bakterii wyewoluuje zdolność świecenia, a potem zostają zjedzone i rozmnażają się we wnętrznościach czterech różnych ryb, możesz twierdzić, że bioluminescencja wyewoluowała tylko raz w bakterii. Dla mnie jest to znacznie mniej interesujące niż ryby, które mają własną maszynerię chemiczną i genetyczną”.
Ci wewnętrzni producenci światła zdominowali otwarte oceany. Jest około 420 gatunków ryb wężorokształtnych, z których większość ma długie ciała i koszmarne pyski uzbrojone w ostre zęby. Należą do nich ryby gonostowate, najpowszechniejsze na planecie kręgowce; setki bilionów ich czai się w głębi oceanu. Równie obficie występują ryby świetlikowate; około 250 gatunków odpowiada w kategoriach wagi za 65 procent wszystkich ryb głębinowych. „W kategoriach masy należą do najobfitszych kręgowców na planecie, ale przeciętny człowiek nic o nich nie wie” – mówi Davis.
Te grupy są nie tylko różnorodne, ale niespodziewanie różnorodne. W stosunkowo krótkim czasie, od kiedy istnieją, nagromadziły więcej gatunków niż jest to normalne, a jeszcze więcej gatunków dobrało się w pary z świecącymi bakteriami. Dlaczego?
Davis sądzi, że jest tak, ponieważ mogą wywierać większą kontrolę nad światłem. Podczas gdy ryby mydliczkowate muszą polegać na częściach ciała, by zasłoniły nieustanny blask mikrobów, ryby świetlikowate i ryby wężorowate mogą gasić i zapalać swoje światło, używając nerwów, które docierają do ich narządów świetlnych. Znaczy to, że mogą wydawać błyski i impulsy świetlne. Mogą używać swojego światła nie tylko do zwabienia zwierzyny lub ukrywania się przed drapieżnikami, ale do komunikowania się wzajem ze sobą.
Wielu naukowców sądzi, że te ryby głębinowe mogą używać bioluminescencji jako odznak tożsamości, co pozwala im na rozpoznawanie innych ryb własnego rodzaju do znajdowania partnerów właściwego gatunku. To może także wyjaśnić, dlaczego te ryby tak niesłychanie zróżnicowały się w otwartym świecie, gdzie nie ma żadnych oczywistych barier, takich jak góry lub rzeki, by je rozdzielić.
“Bioróżnorodność w głębi morza uważano za rodzaj paradoksu, biorąc pod uwagę brak barier genetycznych” – mówi Edie Widder z Ocean Research and Conservation Association. Badanie Davisa wskazuje drogę do odpowiedzi. Po wyewoluowaniu własnego światła niektóre ryby mogły w efekcie zbudować świecące wieże Babel – różne błyskające dialekty, które dzielą jedną społeczność na wiele frakcji. (Coś podobnego mogło zdarzyć się wśród mrukowatych – elektrycznych ryb w rzekach Afryki.)
Ta sama historia odnosi się do rekinów. Wyewoluowały bioluminescencję co najmniej dwa razy i te świecące gatunki odpowiadają za 12 procent z około 550 gatunków rekinów. A grupy, których narządy świetlne pozwalają im na komunikację, wydają się być wyjątkowo różnorodne. Jak powiedział mi w zeszłym roku Julien Claes z Katolickiego Uniwersytetu w Louvain: “To są grupy rekinów, które odniosły największe sukcesy. Odkrywamy nowe co parę lat”.
Zapomnij więc żarłaczach białych i ostronosie atlantyckim, łososiu i tuńczyku, błazenku okoniowym i rybie księżycowej. Najpowszechniejsze i najbardziej zróżnicowane ryby na świecie są mało znane, o których prawdopodobnie nigdy nie słyszeliście, pływające gdzieś w oceanie, pławiąc się we własnym świetle.
Surprising History of Glowing Fish
Not Exactly Rocket Science, 8 czerwca 2016
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
