Mareld försvar mot fiender

När man rör om i vattnet och tusentals encelliga organismer lyser då är det fråga om mareld.

– Mareldsorganismerna upptäcker sina fiender med hjälp av luktsinnet och skruvar upp ljuset när risken är stor att bli uppäten. Ljuset skyddar cellerna mot deras fiender, säger Jenny Lindström, vid institutionen för biologi och miljövetenskap och huvudförfattare till artikeln.

Försvarar sig mot angripare
Trots att många marina organismer lyser så vet forskningen mycket lite om varför organismerna lyser och hur ljuset kontrolleras.

– Genom att tillsätta de unika ämnen som mareldsorganismerna reagerar på kan vi undersöka vilka mekanismer som är involverade på cellnivå och vilken effekt marelden får i havet, säger Erik Selander, forskare vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet.

Mikroalger och hoppkräftor, har trots sin ringa storlek, ett språk. De kommunicerar effektivt med ljus och ”dofter”. Studierna visar att mikroalger som dinoflagellater känner av kemiska substanser, copepodamider, som hoppkräftor avger.

Bland mikroalger är dinoflagellater de enda som använder ljusblixtar som försvar mot att bli uppätna. Det är ett fenomen som många känner som ”mareld”. Från dinoflagellaten skickas en blå ljusblixt ut som varar ca 0,1 sekund.

– Man tror att ljuset överraskar hoppkräftorna eller signalerar att dinoflagellaten är giftig. Alternativt fungerar ljuset som ett larm som lockar till sig större djur, till exempel fiskar, som gärna äter hoppkräftor, säger Jenny Lindström.

Slappnar av i odling
Flera äldre studier visar att dinoflagellater tappar mycket av sin ljusförmåga när de odlats länge, utan kontakt med andra organismer. Den nya studien visar att dinoflagellater i odling verkar ”slappna av” när det inte finns några hoppkräftor som hotar att äta dem.

– De lysande dinoflagellaterna (Lingulodinium och Alexandrium) luktar sig till om det finns mycket hoppkräftor i vattnet och om det är så ökar dinoflagellaterna sin ljusstyrka, säger Erik Selander.

I havet använder ca 70-80 procent av alla arter ljussignaler för olika syften, men detta är den första studie som visar att ljusförmågan fysiologiskt kan regleras som svar på omgivningen.

Lysande dinoflagellater med och utan copepodamider. Ljus från tusentals mareldsorganismer av släktet Lingulodinium. Mareldsorganismerna i den högra glasbehållaren känner doftämnen från hoppkräftor och lyser därför intensivare än de i den vänstra behållaren, som odlats länge utan kontakt med fiender. Bild: Göteborgs universitet

Påverkar balansen i havet
De mikroskopiska organismerna i havet är basen för havets näringskedja. Hur möten mellan mikroalger och deras fiender hoppkräftorna slutar, styr balansen i havets ekosystem.

Resultaten tyder på att ljus är ett viktigt, men kostsamt, försvar för dinoflagellater mot hoppkräftor.

– Om hoppkräftorna väljer bort lysande byte kan det få stora konsekvenser för balansen i ekosystemet i den öppna vattenmassan och till exempel bidra till algblomningar av lysande dinoflagellater. Ibland ofarliga, fascinerande och vackra, men ibland med negativa konsekvenser som syrebrist eller skaldjursförgiftning som följd, säger Jenny Lindström.

Publikation:
Effects of predator lipids on dinoflagellate defence mechanisms-increased bioluminescence capacity på nature.com

Kontakt:
Erik Selander, forskare vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet, erik.selander@marine.gu.se, 031-786 26 27

Jenny Lindström, forskare vid institutionen för biologi och miljövetenskap, Göteborgs universitet, jenny.lindstrom@bioenv.gu.se, 070-311 83 96