Djuphavsfiskar har utmärkt syn

Vissa djuphavsfiskar har utvecklat mycket känsliga ögon som kan se en rad olika färgtoner i nästan totalt mörker.

Skriven och verifierad av Biokemist Luz Eduviges Thomas-Romero.

Senaste uppdateringen: 10 november, 2022

Enligt nya rön har djuphavsfiskar som simmar på djup där solljuset inte når fram utvecklat en utmärkt syn som saknar motstycke i djurriket.

Denna kraftfulla syn är verkligen i samklang med det svaga skenet och glittret som avges av andra varelser på havsbottnen. Om du vill veta mer om detta fascinerande fenomen kan du läsa vidare.

Vilka proteiner är avgörande för synen?

Det är viktigt att notera att fotoreceptorer (tappar och stavar) är specialiserade ljuskänsliga neuroner. Dessa celler har opsinliknande proteiner som reagerar på ljus utifrån de synpigment de har.

Koner innehåller tre olika typer av opsiner. En med större känslighet för långa våglängder (rött ljus), en som är känslig för medellånga våglängder (grönt ljus) och en med större känslighet för korta våglängder (blått ljus). Kombinationen av de tre färgerna (rött, gult och blått) ligger till grund för färguppfattningen.

Stavarna, som innehåller rhodopsiner, är mer känsliga för ljusstyrkan. De är således ansvariga för synen i svagt ljus, eftersom de har en topp av högre känslighet mot våglängden 500 nanometer, dvs. blågrönt ljus. Det enda problemet är att uppfattningen är monokromatisk och hos oss människor gör detta att vi bara kan se en skala av “grått” beroende på mängden ljus.

Hur har djuphavsfiskar utvecklat synen?

Som nyligen avslöjats har vissa djuphavsfiskar ett extraordinärt antal gener som kodar för stavrhodopsiner. Som nämnts är detta de näthinneproteiner som registrerar ljusnivån och är viktiga i svaga ljusförhållanden.

Dessa gener har diversifierats för att producera proteinvarianter, som har utvecklats med förmågan att fånga upp alla möjliga fotoner vid flera våglängder. Detta skulle kunna innebära att fiskar som rör sig på djupa vatten trots mörkret faktiskt ser i färg.

Varför är dessa fynd hos djuphavsfiskar viktiga?

På 1 000 meters djup, i klart vatten, är den sista glimten av solljus borta. Av denna anledning förväntar man sig att fiskarnas ögon i mörkrets rike skulle vara förtvinade, eftersom de i mörkret inte skulle ha någon tydlig biologisk funktion.

Trots tidigare uppfattningar har forskarna nu insett att djuphavet genomsyras av en svag bioluminescens. Denna kommer från olika djurarter som räkor, bläckfiskar, bakterier och till och med vissa fiskar, men den kan inte uppfattas särskilt lätt. Det är därför normalt att vissa rovdjur anpassar sig och förbättrar sin syn för att upptäcka sina byten.

I denna marina nisch skulle de flesta ryggradsdjurs ögon knappt kunna upptäcka ett subtilt sken. En grupp experter sökte dock efter opsingener hos 101 fiskarter, inklusive sju djuphavsfiskar från Atlanten.

I sin forskning fann de att de flesta grunda fiskar har en eller två RH1-opsiner. Fyra av djuphavsarterna stack dock ut genom att ha minst fem RH1-gener. Överraskande nog hade en av djuphavsfiskarna, Diretmus argenteus, 38 RH1-gener.

En fisk som är inställd på bioluminescens

Ovanstående studie visade också att många av de opsinproteiner som finns i stavarna i Diretmus argenteus är känsliga för olika våglängder. Detta gör att arten kan se hela spektrumet av bioluminescens (det svaga ljus som avges av andra varelser).

De visar också att djur som lever i miljöer med extrem ljusbrist kan vara föremål för ett naturligt selektivt tryck för att förbättra den visuella prestandan. För dessa fiskar kan den svaga bioluminescensen på djupet vara lika levande och varierad som den ljusa världen på ytan.

Andra djuphavsfiskar kan se rött ljus

I en annan studie där man undersökte tre typer av djuphavsfiskar fann man att djuren inom drakfiskarnas taxonomiska gruppering inte bara producerar rött ljus i ljusorganen under ögat, utan också har ögon som är känsliga för denna del av spektrumet.

Denna förmåga ger dem utan tvekan den unika fördelen att kunna kommunicera med varandra. I allmänhet bör detta användas för reproduktion, men också för att lysa upp medan fiskarna jagar sina byten eller flyr från potentiella rovdjur, alla varelser som inte kan se långa våglängder.

Tillämpning av denna kunskap

Potentiellt bildar dessa studier en kunskapsbas som kanske i framtiden skulle kunna bidra till att lindra till exempel nattblindhet och till och med behandling av neurodegenerativa näthinnesjukdomar. Utan tvekan är de framtida tillämpningarna av dessa resultat minst sagt lovande.