bioluminescentie: methode waarbij een dier licht in plaats van hitte uitstoot

Bioluminescentie
Een bekend voorbeeld van een bioluminescerend organsime is de vuurvlieg, maar ook bacteriën en naar schatting 90% van de diepzeedieren zijn in staat bioluminescentie op te wekken. Van deze dieren produceren lichaamscellen licht met een golflengte binnen het elektromagnetisch spectrum. Deze straling echter is niet altijd zichtbaar met het blote oog. De bioluminescentie van een bepaald organisme is uniek in golflengte, duur, tijdsplanning en regulatie van licht. De meeste diepzeedieren produceren blauw of groen licht omdat straling van deze kleuren het verst doordringt in het water.

Dieren die licht produceren door middel van bioluminescentie hebben hiervoor speciale organen. In deze organen bevinden zich een substraat luciferine en een enzym luciferase. Deze namen verwijzen niet naar een bepaald molecuul, het zijn algemene termen voor respectievelijk de lichtproducerende stof en het bijbehorend enzym. Wanneer luciferine geoxideerd wordt onder invloed van luciferase, komt licht vrij:

luciferine + O₂ --Luciferase--> oxyuciferine + licht

De kleur van het licht is hierbij afhankelijk van het luciferase-enzym. Deze reactie is erg efficiënt: bijna alle energie die vrijkomt wordt omgezet in licht.

Kwal lokt vissen met rood licht
 
^{bron:planet.nl}
 
Diepzeevissen blijken hun eigen versie van een 'red light district' te hebben.
Maar anders dan de rosse buurten die wij kennen, valt er voor de vissen geen pleziertje te halen. Het gaat namelijk om een lokmethode van een nieuw ontdekte kwallensoort. Het dier, dat nog geen naam heeft gekregen, zendt golven van fluorescerend rood licht uit om zijn prooi te lokken.

De ontdekking dat sommige diepzeewezens licht kunnen produceren is niet helemaal nieuw, maar het is wel voor het eerst dat er een oceaanbewoner is aangetroffen die gebruik maakt van knipperend, fluorescerend licht met een rode kleur. Jonge exemplaren die nog niet volwassen zijn, produceren een blauw-groenige kleur. Opvallend aan het dier is verder dat het tentakels heeft met zijtakken, die bestaan uit steekcellen die een prooi kunnen verlammen.

Afstandsbediening
Drie exemplaren van deze kwal werden aangetroffen bij de kust van Californië, op diepten van tussen de 1500 en 2500 meter. Het gaat om een onbekende soort binnen het geslacht Erenna, die behoort tot een groep waartoe verschillende kwallen en koralen worden gerekend. De exempleren werden gevonden met behulp van een speciaal onderwatervoertuig dat doormiddel van een afstandsbediening wordt bestuurd. Hoewel er op deze diepte weinig vissen voorkomen, bleken twee van de Erenna toch vissen in hun maag te hebben.

De dieren werden gevonden door een onderzoeksteam van Steven H. D. Haddock van het Monterey Bay Aquarium Research Institute in Moss Landing. De rapportage van de vondst werd vrijdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Het team is ervan overtuigd dat het rode licht is bedoeld om een prooi te lokken. Volgens wetenschappers is dit een goed voorbeeld van een verschijnsel dat waarschijnlijk miljoenen of miljarden keren per dag plaatsvindt, maar waarvan we nu pas een eerste glimp hebben opgevangen.

Bioluminescentie en fluorescentie
Volgens de ontdekkers wordt het rode licht op een andere manier geproduceerd dan het blauw-groene licht van de onvolwassen dieren. Laatstgenoemde kleur wordt volgens het team geproduceerd doormiddel van bioluminescentie: een methode waarbij het dier licht in plaats van hitte uitstoot. Het rode licht daarentegen komt tot stand door fluorescentie: een optisch verschijnsel waarbij een stof bestraald wordt met licht van een bepaalde golflengte en dan zelf licht van een andere, vaak langere, golflengte gaat uitzenden.

Volgens Haddock veronderstelden veel wetenschappers tot nu toe dat de meeste vissen die op deze diepten leven geen rood licht zouden kunnen waarnemen. Dat zou komen doordat de oceaan rood licht wegfiltert, waardoor er alleen een blauw-groenige kleur overblijft. Uit studies is gebleken dat sommige vissen censoren om toch rode golflengten te kunnen opvangen, ontberen. Maar door deze vondst blijkt volgens Haddock dat sommige diepzeewezens toch rood kunnen waarnemen.
 

Ook katvissen en bepaalde soorten inkvissen kunnen hun huid van kleur (en vorm) doen veranderen.
Sommige katvissen kunnen zelfs aangeleerd worden om bepaalde patronen na te bootsen.

Het schakelen tussen kleuren gaat verassend snel.

Mijn vraag: Is het mogelijk om een beeldscherm op basis van bioluminiscentie te maken?
Waarbij huidcellen en pigmentcellen van katvissen worden gekweekt en worden verbonden met triggers om de kleuren te switchen?