Verden er fuld af selvlysende dyr

Farverigt lysende fisk, blæksprutter, gopler, krebsdyr, hajer, snegle, koraller, søanemoner, orm, svampe og insekter. Verden er fuld af dyr og organismer, der er i stand til at producere og udsende lys i mørket - de er bioluminescerende. De fleste foretrækker grønt eller blåt lys, men enkelte, for eksempel visse orm, lyser gult og nogle fisk lyser rødt.

– De har hver især en grund til at lyse på lige præcis deres måde. Det er en kommunikationsform, og det handler oftest om at skræmme angribere væk eller lokke byttedyr til, siger Warren Francis, der er biolog på SDU.

For nylig har han sammen med kolleger fra Monterey Bay Aquarium Research Institute i USA undersøgt en række dyr i dybhavet og overraskende konstateret, at samtlige 10 arter, som var hentet på op til 4.000 meters dybde, var bioluminescerende.

Smart, når man ikke kan bevæge sig

– Jeg tror, at der findes mange flere selvlysende dyr, end vi kender til i dag – især i dybhavet, hvor det kan være en vigtig kommunikationsform i en totalt mørk verden, siger Warren Francis.

I dybhavet ses bioluminescens ofte hos dyr, som ikke kan bevæge sig, i hvert fald ikke særligt hurtigt, som koraller, svampe, søfjer, søanemoner, gopler og lignende.

– Disse dyr har ingen muligheder for at flygte, når et rovdyr kommer forbi og giver sig til at æde af dem. De bruger formentlig lyset til at skræmme deres angribere væk med. Nogle gange producerer de også lysende slim, som de spyr ud over deres angriber og dermed mærker angriberen som et synligt og let bytte for endnu større rovdyr, forklarer han.

Havets rovdyr kan også være selvlysende. Her gælder det om at tiltrække byttedyr, og det er en teknik, som for eksempel tudsefisken benytter sig af.

Morild i Danmark

Også i danske farvande findes der selvlysende dyr. I Nordsøen og Skagerrak lever eksempelvis fire slægtninge til de dyr, som netop er blevet undersøgt af forskerne i dybet ud for Californien.

De californiske slægtninge har hver især udviklet deres eget lysshow, som forskerne kunne se med egne øjne på deres dykkertogt.

En søfjer udsendte blåt lys, når dens stilk eller polypper blev berørt og dermed forstyrret. En anden, der blev hentet på 4.000 meters dybde, viste sig at have nogle distinkte, grønt lysende pletter mellem sine tentakler.

Udover disse koraller og søfjer finder vi også i danske farvande en lang række små selvlysende gopler, der lever i overfladevandet. Helt oppe i overfladen lever de selvlysende alger som dinoflagellaterne, der udsender blå glimt, når de bliver forstyrret, for eksempel når en båd eller en hånd glider gennem vandet; et fænomen, vi kender som morild. Det er blandt andet oplevet i Limfjorden denne sommer.

På jorden og i luften

På landjorden findes også selvlysende dyr, men denne del af dyreriget hører ikke til den mest undersøgte, så dem ved vi ikke ret meget om.

Et eksempel er den tusindbens-lignende skolopender Geophilus carpophagus, en op til seks cm lang brun-orange skolopender med 51-57 par ben. Den er sjælden, men ses med års mellemrum i Danmark og andre dele af Europa.

Sct. Hans-ormen – som hverken er en orm eller en flue, men en bille – lever også i Danmark, og det er især i maj og juni, men også sidst på sommeren, at den udsender sit karakteristiske blinkende gulgrønne lys.

Blandt Sct. Hans-ormene er det hunnerne, der producerer lys, og det er ikke for at skræmme rovdyr væk, men for at tiltrække hanner. De udsender helst lys på lune aftener, og det foregår som regel i et par timer omkring midnat.

Det handler om kemiske reaktioner

Alle disse dyrs bioluminescerende evner er resultatet af kemiske reaktioner, og det er nogle helt særlige kemiske reaktioner, der ikke blot interesserer natur-nysgerrige biologer.

Faktisk danner en af dem grundlag for en af de mest anvendte teknikker i laboratorier i dag og er dermed gået fra at være et biologisk kuriosum til hjørnestenen i en milliard dollar stor industri.

Denne udvikling startede i 1961, da den japanske marinbiolog og kemiker Osamu Shimomura kom til Princeton University i USA og tilbragte sin første sommer med at fiske gopler af den grøntlysende art Aequorea victoria i Puget Sound i det nordvestlige hjørne af USA.

Nu lyser det grønt i forskernes laboratorium

I det følgende årti lykkedes det Shimomura at udvinde det protein fra goplen, som er ansvarlig for dens grønne lys. En ide om at udnytte dette protein i biomedicinsk forskning blev født: Kunne man tilsætte det til celler eller bakterier i laboratoriet og få det til at lyse grønt op, når et specifikt gen kommer til udtryk i forsøget?

Ja, det kunne man, og da et medansvarligt gen 30 år senere blev identificeret, blev biomarkering med dette grønt lysende protein og gen, tilsammen kaldet GFP, et af de vigtigste redskaber i biomedicinsk forskning til at undersøge, om kemiske reaktioner på mikro-niveau rent faktisk falder ud, som ens hypotese forudsiger.

Det afgøres ganske enkelt ved at se, om den celle eller bakterie, man foretager sine forsøg på, lyser grønt eller ej.

Nobel-pris til forskning i selvlysende gopler

Det er også takket være GFP, at forskere i dag direkte kan observere forskellige biologiske processer ved at følge det grønne lys, fx hvordan nerveceller udvikles i hjernen, eller hvordan kræftceller spreder sig.

I 2008 fik Osamu Shimomura og to kolleger Nobel-prisen for deres arbejde.

– GFP har revolutioneret biomedicinsk forskning og er enormt værdifuldt, men det har også sine begrænsninger, og derfor er det interessant at lede efter andre bioluminescente systemer fra andre selvlysende dyr, siger Warren Francis.

En begrænsning ved GFP er, at man har brug for en udefra kommende lyskilde, typisk en laserstråle, for at kunne se dets grønne lys. En anden er, at det er et meget stabilt molekyle, så når først det aktiveres, kan det ikke slukke igen.

Jagten på nye selvlysende dyr fortsætter

Warren Francis er i gang med at analysere de undersøgte koraller og søfjers DNA for at lede efter de gener, der er ansvarlige for deres selvlysende kemiske stoffer. Dette foregår i samarbejde med kollegerne Steve Haddock og Manabu Bessho-Uehara, som også var med til at finde og filme de undersøgte dyr ud for Californien.

– Det ultimative mål er at finde nye alternativer til GFP. Men det her er tæt på at være et uudforsket område, og man er først lige begyndt at udforske det. For eksempel har vi endnu ingen anelse overhovedet om hvilket protein, der er på spil i den selvlysende søanemone, som vi hentede op.

– Det er tydeligvis et helt andet end det, som for eksempel korallerne bruger. Det bliver meget spændende at dykke dybere ned i det her, siger han.

Topbillede: Morild opstår, når agler som dinoflagelatterne udsender blåt lys i korte glimt. Det gør de typisk, når de bliver forstyrret, f.eks af en båd eller en hånd, der glider gennem vandet. Foto: Ritzau Scanpix