In het grootste deel van de oceaan is het donker. Vanaf ongeveer tweehonderd meter diepte dringt er vrijwel geen zonlicht meer door. Toch zijn er zeedieren die zelf licht kunnen produceren. Dit fenomeen heet bioluminescentie en komt voor bij verrassend veel verschillende soorten.

In sommige delen van de diepzee wordt geschat dat een groot deel van alle organismen licht produceert. Het gaat daarbij onder andere om vissen, kwallen, garnalen en micro-organismen. Bioluminescentie is dus een veelvoorkomende én functionele aanpassing aan het leven in volledige duisternis.

Hoe werkt bioluminescentie?

Bioluminescentie ontstaat door een chemische reactie tussen een organisch molecuul, luciferine, en zuurstof. Deze reactie wordt mogelijk gemaakt door het enzym luciferase, waarbij energie vrijkomt in de vorm van licht. In mariene organismen is dat licht meestal blauw of groen, omdat die kleuren het best door zeewater worden doorgelaten.

Er bestaan meerdere soorten luciferine, afhankelijk van het organisme. Die variatie wijst erop dat bioluminescentie meerdere keren onafhankelijk van elkaar is ontstaan in de evolutie. Ook luciferase komt in verschillende vormen voor.

Sommige dieren, zoals bepaalde vissen, kunnen zelf licht produceren dankzij hun eigen biochemische processen. Andere soorten leven in symbiose met lichtgevende bacteriën. Deze bacteriën bevinden zich in speciale lichtorganen en produceren zelfstandig licht, terwijl het dier bepaalt wanneer en hoe dat licht wordt afgegeven.

Waarom geven zeedieren licht?

Bioluminescentie heeft verschillende functies. In veel gevallen speelt het een rol bij camouflage, jacht, verdediging of communicatie.

Sommige soorten gebruiken licht om prooien te lokken. De hengelvis is daar een bekend voorbeeld van: op zijn kop zit een uitstulping met lichtgevende bacteriën. Het licht trekt kleinere vissen aan, die vervolgens worden gevangen.

Andere dieren, zoals bepaalde garnalen, gebruiken licht als verdedigingsmiddel. Ze kunnen een lichtgevende vloeistof uitscheiden die een aanvaller tijdelijk desoriënteert. Er zijn ook soorten die plotseling lichtflitsen produceren om roofdieren af te schrikken of te verwarren.

Daarnaast speelt bioluminescentie soms een rol in communicatie. Dieren kunnen via lichtsignalen soortgenoten herkennen of aantrekken, bijvoorbeeld tijdens het paarseizoen. Mannetjes en vrouwtjes vinden elkaar dan met behulp van lichtpatronen die specifiek zijn voor hun soort.

Toepassingen buiten de oceaan

Ook buiten de oceaan is er veel belangstelling voor bioluminescentie. In de biotechnologie en geneeskunde wordt het luciferase-gen gebruikt als marker. Door dit gen in te bouwen in bijvoorbeeld bacteriën of kankercellen, kunnen onderzoekers het gedrag van die cellen volgen. Dankzij de lichtproductie kunnen biologische processen zichtbaar worden gemaakt zonder ingrijpende technieken.

Daarnaast wordt bioluminescentie toegepast bij milieumonitoring. Sommige onderzoekers gebruiken lichtgevende micro-organismen om watervervuiling op te sporen. De aanwezigheid van bepaalde stoffen beïnvloedt de lichtproductie, wat meteen waarneembaar is.

Conclusie

Bioluminescentie is een wijdverbreid en veelzijdig verschijnsel in de oceaan. De werking ervan is goed onderzocht: het licht helpt dieren te overleven in het donker. Tegelijkertijd biedt het waardevolle inzichten en technieken voor wetenschappelijk onderzoek. Wat begon als een aanpassing aan het leven in de diepte, is inmiddels ook een krachtig hulpmiddel geworden in laboratoria over de hele wereld.