Je leest:

Biologische lichtshow

Biologische lichtshow

Bioluminescentie laat vissen en vuurvliegjes flonkeren

Auteur: | 1 januari 2007

Het spectaculaire lichten van de zee en het flonkeren van vuurvliegjes in een warme zomernacht zijn voorbeelden van bioluminescentie. Zulk biologisch licht werd al beschreven in het oude China, terwijl ook de Griekse filosoof Aristoteles melding maakt van z’n verwondering over biologisch licht. Grote onderzoekers en denkers als Descartes, Shakespeare en Boyle hebben erover geschreven.

Wikimedia Commons | Hans Hillewaert

Wie voor het eerst de zee ziet lichten of vuurvliegjes ziet dansen in de nacht, is daar diep van onder de indruk. Dit biologisch licht, bioluminescentie, komt maar in een paar hoeken van de biologie voor. De meeste voorbeelden zijn te vinden in het wat schimmige grensgebied tussen het planten- en dierenrijk: schimmels, bacteriën, algen, paddestoelen, protozoën.

Voor het lichten van de zee zijn algen verantwoordelijk. Een van de grootste lichten onder de algen is de zeevonk: zo groot als een speldenknop, met een grillig gevormd tentakel en een zweephaar. Deze rode algen drijven vaak in grote aantallen in zee rond.

De kleur van chemie

Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Licht op chemie’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor scholieren.

Overdag geven ze de zee een zwak rode kleur, als aankondiging van de fantastische lichtshow in de avond. Vooral als er door beweging extra zuurstof in het water komt, geven ze lichtflikkeringen af. De branding geeft het meeste licht en verse voetafdrukken in het natte zand lichten sterk op.

De zaklantaarnvis

Dat de zee nog meer licht herbergt, is nog niet zo lang bekend. Twee eeuwen geleden schreef de Nederlander Peter Boddaert vanuit Oost-Indië dat hij een merkwaardige vis had ontdekt, met onder de ogen een soort lampjes. Zo’n zaklantaarnvis heeft aan beide kanten een kleine blaas gevuld met lichtgevende bacteriën. Bij gebrek aan lichtschakelaar doet de vis met een soort ooglid, dat als gordijntje dient, dit lampje uit.

De zaklantaarnvis is lang niet de enige vis die met licht speelt. Geen wonder, want op diepten groter dan een kilometer komt vrijwel geen daglicht meer. Wie daar leeft moet zijn eigen licht maken.

Zaklantaarvis.
Wikimedia Commons

De lantaarnvis krijgt de originaliteitsprijs: uit z’n kop groeit een lange hengel, met aan het uiteinde een heus biologisch lampje. Visjes die gebiologeerd naar dat verschijnsel kijken, kunnen zo rustig door de lantaarnvis opgehapt worden.

De helft van de vissoorten in de diepzee heeft wel een of andere vorm van licht bij de hand. Ze maken vaak gebruik van bacteriën om hun trucs uit te voeren. Zulke bacteriën komen ook wel ‘los’ voor, bijvoorbeeld in bedorven vlees en vis. Het oplichten van een gevangen vis in het donker is dus een teken dat de vis niet echt vers meer is.

Het echtpaar vuurvlieg-glimworm

De hoogste diervorm die zèlf licht kan maken, zijn de insecten. Het vuurvliegje is daar de bekendste van. Het is een kevertje met op het achterlijf een orgaan dat sterk geelgroen licht kan geven. Hij (want het is altijd een mannetje) kan met dat lichtje knipperen of seinen.

Mevrouw vuurvlieg heeft nauwelijks ontwikkelde vleugels en kan niet vliegen. Ze wordt een glimworm genoemd, hoewel zij helemaal niet op een worm lijkt. Met haar licht lokt ze een mannetje voor de paring, die daarna overigens discreet in het donker plaats heeft. De hele familie vuurvlieg-glimworm speelt trouwens met licht: de larven en zelfs de eieren lichten regelmatig op.

Licht uit de prehistorie

Allerlei biochemici hebben er hun levenswerk van gemaakt om uit te zoeken hoe die vuurvliegjes, algen en bacteriën het voor elkaar krijgen licht te maken. Het blijkt dat zuurstof bijna altijd een belangrijke rol speelt. Voor de rest verschillen de reacties nogal. Dat voor de lichtgevende reactie zuurstof nodig is, heeft geleid tot een aardige theorie die probeert te verklaren waarom bacteriën licht geven.

Creatief: studenten van de University of Chicago maakten dit ‘schilderijtje’ in een petrischaal met oplichtende bacteriën.
University of Chicago

Voor de meeste lichtgevende organismen is wel een reden voor het licht geven te bedenken (het paren bij de vuurvliegjes, het prooi zoeken van diepzeevissen) maar voor bacteriën lijkt licht geven volkomen nutteloos. Nu zijn er veel bacteriën die absoluut niet tegen zuurstof kunnen – bijvoorbeeld de bacteriën die in de darm leven. Verondersteld wordt dat allerlei andere bacteriën er eigenlijk ook niet tegen kunnen. Met de lichtgevende reactie laten ze dan die vervelende zuurstof wegreageren.

Deze eigenschap zou dan misschien herinneren aan een zéér ver verleden, toen de eerste aardse planten begonnen met het produceren van zuurstof. Eén van de manieren om het destijds dodelijke gas te overleven was – misschien – licht geven.

Vrije Universiteit Amsterdam

Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.

Alle Kennislinkartikelen uit het hoofdstuk ‘Licht op chemie’:

Dit artikel is een publicatie van VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen.
© VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 januari 2007
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.