Hvordan og hvorfor lyser så mange organismer i havet?

Den amerikanske ribbegople kan ikke selv se, men alligevel udsender den lys. Hvordan gør den, og hvad bruger den lyset til? Det skal et nyt forskningsprojekt forsøge at finde frem til.

En amerikansk ribbegoble (Mnemiopsis leidyi) i mørk vand. Goblen lyser op i strenge ned langs kroppen
Adobe Stock

Vores øjne og sind drages af lys, når det er mørkt. På himlen i form af stjerner og i havene i form af dyr, alger og bakterier.

Faktisk vurderer videnskaben, at når man kommer ud på havdybder, hvor sollyset ikke kan trænge igennem, er mindst 30 og måske helt op til 70 procent af alle arter i stand til at producere lys. Det, som kaldes for bioluminiscens, og som vi på landjorden kender fra for eksempel sankthansormen (Lampyris noctiluca).

I havet er der altså blot langt flere arter, der kan producere lys. Vi ved bare ikke præcis, hvordan organismerne bærer sig ad.

»Vi har et ekstremt udbredt fænomen, men som ikke er særlig godt beskrevet på en hel masse niveauer. Helt fra adfærdsbiologien til den hårde kemi. Set ud fra et biokemisk synspunkt er det faktisk ret usædvanligt, at man har et stof, der er ekstremt udbredt, og som har været kendt i årtier, men hvor man ikke kender dets biokemiske oprindelse,« fortæller Jakob R. Winther, professor på Biologisk Institut under Københavns Universitet.

Han skal stå i spidsen for et projekt, som med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond netop skal forsøge at afdække alt fra, hvordan lyset bliver produceret, til, hvilken rolle lyset spiller for adfærden. 

Arten, der er blevet udvalgt til at skulle hjælpe med at afdække mysteriet, er en amerikansk ribbegople (Mnemiopsis leidyi).

Herhjemme er den amerikanske ribbegople blevet udpeget til at være en invasiv art. Dels fordi den ikke levede her oprindeligt, og dels fordi den spiser betragtelige mængder små fisk, fiskeæg og -yngel.

Fascinationen er dog i bogstavelig forstand også til at få øje på. Bare man skubber lidt til goplen, udsender den nemlig blåt lys.

Endelig er den nem at opdrætte og derfor velegnet til forskning.

Stort billede at en ribbegoble, der lyser i mørkt vand. Mindre billeder af samme goble nedenunder, hvor omgivende lys slukket, og ribbegoplens glimt af blåt lys, over nogle sekunder, ses klart.
Illustration: Anders Garm

Lyser kun, når den støder ind i andet end sine artsfæller

Når den amerikanske ribbegople skal frembringe lys, benytter den et enzym kaldet luciferase. Det er velbeskrevet. Men for at enzymet kan frembringe lyset, skal goplen også fremstille et stof, som kan hjælpe med at frembringe lys, når det reagerer med ilt i vandet.
Hos den amerikanske ribbegople og mange andre dyr i havet er det stoffet coelenterazin, som spiller denne rolle. Stoffet har været kendt siden 1970’erne.

»Men man har kun kunnet enten udvinde det af dyr, som man har fisket op, eller man har kunnet fremstille det syntetisk. Man aner ikke, hvordan dyrene selv laver det,« tilføjer Jakob R. Winther.

Derfor vil den ene halvdel af projektet forsøge at finde ud af, hvad det er for nogle af ribbegoplens proteiner, som står for at fremstille coelenterazin.

Den anden halvdel handler om, hvad der sker rent adfærdsmæssigt, når ribbegoplen ikke er i stand til at lyse. Forskerne er nemlig i stand til at slukke for nogle bestemte gener i dyret og dermed i bogstavelig forstand i stand til at slukke lyset.

»En af de besynderlige ting er, at goplen selv er blind. Og det står heller ikke klart, om dens byttedyr kan se noget. Derudover er der nogle besynderlige effekter. For eksempel viser vores foreløbige resultater, at den ikke lyser, hvis den støder ind i en artsfælle. Støder den derimod ind i noget, som ikke er en artsfælle, lyser den,« forklarer Jakob R. Winther, som tilføjer, at den amerikanske ribbegople lyser ganske kraftigt med sit blå lys.

Kan måske løse gåden om mange andre havdyr

Forskningsprojektet bliver udført som et samarbejde mellem forskere fra Københavns Universitet, Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og Syddansk Universitet og er planlagt til at skulle løbe over tre år.

Jakob R. Winther håber, at forskerne ved projektets afslutning har kunnet bevise en helt særlig teori.

»I dette tilfælde ser det ud, som om goplen laver et stort protein om til et lille molekyle, hvilket er meget mærkeligt og meget anderledes, end hvad man ellers ser. Det kunne være fantastisk spændende, hvis vi kunne se, at det foregår på den måde,« siger Jakob R. Winther og fortsætter:

»Men det næstbedste resultat er også virkelig interessant. Hvis vi kan forstå, hvordan det her molekyle, coelenterazin, fremstilles i goplen, kan det formentlig give en indsigt i, hvordan det fremstilles i andre dyr også. I betragtning af, hvor udbredt det er i havet, vil det være et stort gennembrud.«

Måske kan forskningen også komme samfundet til gode. I dag er lysende stoffer vigtige inden for forskningen, for eksempel hvis man vil undersøge udbredelsen af en tumor i et forsøgsdyr. Men stofferne er meget dyre at fremstille kemisk.

»Hvis man kan fremstille det biokemisk, vil det være en stor gevinst. Det vil sige, at man kan få bakterier eller gær til at lave det. Så kan man billiggøre det og anvendeliggøre bioluminescens på forskellige områder,« slutter Jakob R.

Projektgruppen og dens samarbejdspartnere

Jakob R. Winther leder forskningen. Derudover består projektgruppen af:

  • Anders Garm, lektor på Biologisk Institut på Københavns Universitet.
  • Cornelia Jaspers, seniorforsker hos DTU Aqua.

Projektet inddrager også samarbejdspartnere:

  • Ole Nørgaard Jensen, professor på Institut for Biokemi og Molekylær Biologi på Syddansk Universitet.
  • Martin Marek, forskningsleder på Masaryk University i Brno i Tjekkiet.