Sterren in de zee

Noctiluca : een alg met een grote mond en klein staartje

Hoewel Noctiluca behoort tot de groep van de algen, kan hij zelf helemaal niet fotosynthetiseren. Het is zelfs zo dat hij in de tropen met een andere soort alg in symbiose leeft. Dat wil zeggen dat hij, net zoals koralen dat doen, een algje in zijn eigen cel opneemt dat voedsel voor hem maakt. De zeevonk uit de Waddenzee en de Noordzee kan dat echter niet; die moet zijn eten zelf opzoeken.

Noctiluca wordt tot de groep van heterotrofe algen gerekend, de heterotrofe dinoflagellaten om precies te zijn. Heterotroof betekent dat hij zelf geen voedingsstoffen kan maken zoals een plant dat kan, maar dat hij aangewezen is op voedseldeeltjes in het water. En een dinoflagellaat is een alg met een flagel of staartje. Een etende alg met een staartje dus. Naast de grote en duidelijk zichtbare flagel, heeft Noctiluca nog een tweede klein staartje. Hoewel deze bij andere soorten algen wel een duidelijk zwemfunctie heeft, is dat bij Noctiluca niet het geval. Het zwemvermogen van de alg stelt dus niet bijster veel voor.

Bolletjesslikkers

Onderzoekers hebben zich lang afgevraagd hoe Noctiluca voldoende energie binnen krijgt om te kunnen leven. Dat Noctiluca op twee manieren voedseldeeltjes tot zich kan nemen was al bekend. Allereerst kan hij namelijk een voedseldeeltje aan een kleverig draadje plakken en die in zijn cel naar binnen brengen. Omdat de alg doorzichtig is, is het eenvoudig om te zien wat hij gegeten heeft (zie afbeelding 2). Maar Noctiluca kan ook in groepsverband eten. Dan vormen de algen een soort zeef van slijmdraadjes om zich heen, waar tijdens het zinken voedsel in blijft hangen.

Thomas Kiørboe en Josefin Titelman, twee onderzoekers in Denemarken, vroegen zich af hoe het kan dat Noctiluca, die zelf nauwelijks kan zwemmen, toch voornamelijk lijkt te leven van prooien die ook nauwelijks kunnen zwemmen. In andere woorden: hoe slaagt een vrijwel bewegingsloze alg erin om andere stilstaande deeltjes tegen te komen? Ze zullen elkaar toch tegen moeten komen op de een of andere manier.

Nepvoedsel

Het blijkt dat het algje een tweede, totaal andere manier van voortbewegen heeft. Hij is namelijk lichter dan water. Door dit drijfvermogen zal zeevonk, wanneer hij door wervelingen in het water naar beneden is getrokken, weer opstijgen. Uit snelheidsmetingen bleek dat hij daarbij een snelheid van ongeveer zestig centimeter per uur kan halen. En daarin zit hem de kneep: onderweg naar boven heeft de alg wèl een grote kans om stilstaande deeltjes te ontmoeten. Nu is de vraag: zijn dat er genoeg om van te leven?

Hoe onderzoek je dit? De wetenschappers visten de bolvormige algjes uit de zee en deden ze in flesjes. Die flesjes werden op een soort fietswiel gebonden zodat ze mooi in beweging bleven. Als nepvoedsel deden ze er latex bolletjes bij (een soort rubber waarvan ook condooms gemaakt worden) die in grootte varieerden. Zo konden ze zien of de alg een voorkeur zou hebben voor het slikken van bijvoorbeeld kleine bolletjes en niet voor grote. Daaruit zou je kunnen afleiden of ze het in de natuur bijvoorbeeld gemunt hebben op kleine algen en niet zozeer op grote deeltjes, of andersom.

Na een paar uur stopten de Denen het wiel met de flesjes en visten ze met een pipetje de algen met latexbolletjes uit het water. Het bleek dat zeevonk niet selectief was geweest. De algen hadden alle bolletjes die ze onderweg tegen waren gekomen aan zich vastgeplakt en naar binnen gewerkt. In de natuur zal het dus niet veel anders gaan. Zowel kleine algjes als relatief grotere diertjes in het plankton zullen door zevonk opgegeten worden. En een van de slachtoffers zouden wel eens larven van schelpdieren kunnen zijn, de organismen waar ik zelf onderzoek naar verricht.

Kleine nonnetjes slachtoffer van zeevonk?

In mijn onderzoek kijk ik onder andere naar de oorzaken van de grote sterfte onder jonge schelpdieren. De meeste schelpdieren in de Waddenzee, zoals mossels, kokkels en nonnetjes planten zich voort door middel van externe bevruchting. Vrouwtjesschelpen spuiten in de voortplantingstijd eieren in het water en mannetjesschelpen sperma. Als de eieren bevrucht worden ontstaan schelpenlarven, piepkleine zwemmende schelpdiertjes, ongeveer 0.1 mm groot (zie ook mijn kennislinkartikel: Het raadsel van het nonnetje in de waddenzee)

Je zou het kunnen vergelijken met een stuk hout wat pas licht gaat geven als je het aansteekt. De luciferine van dinoflagellaten lijkt heel erg op chlorofyl. Daar is het dus ook waarschijnlijk van afgeleid. Luciferine van andere organismen ziet er volslagen anders uit, daarom is luciferine eigenlijk een verzamelnaam voor allerlei moleculen waaruit licht kan worden geproduceerd.

Lichtkleur

Niet alleen zeevonk produceert licht. Er zijn vele andere soorten algen, maar ook bijvoorbeeld vissen, die dit trucje ook kennen. De meeste bioluminescente organismen, waaronder Noctiluca, zenden blauw licht uit. Dat heeft een golflengte van 474-476 nm. Daar zijn twee redenen voor. Ten eerste dringt blauw licht het verste door in water. Daarom zien onderwaterfoto’s er bijvoorbeeld altijd blauw uit. Ten tweede kunnen de meeste organismen, zoals diepzeevissen, alleen maar blauw licht zien; ze beschikken niet over pigmenten om de kortere (richting UV) of langere (richting rood) golflengtes waar te nemen.

Eén vissoort maakt handig gebruik van het feit dat alle vissen rood-blind zijn: De black dragon vis (zie afbeelding 5). Deze vis, die op grote dieptes in de oceaan leeft, kan als enige rood licht uitzenden en zien. Daarmee heeft hij een enorm voordeel ten opzichte van zijn prooi. Met zijn rode licht kan hij ongemerkt in de duisternis op zoek gaan naar lekkere hapjes, omdat die geen rood licht waarnemen.

Hoe kan deze vis nu rood licht maken en zien? Om dit voor elkaar te krijgen, gebruikt de black dragon vis een trucje: hij maakt net als alle andere vissen eerst blauw licht, maar verandert dat in rood met behulp van een fluorescerend pigment. Dat is een molecuul dat licht van een bepaalde golflengte opvangt en dit vervolgens op een andere golflengte uitzendt. Een soort wisselautomaat dus. Dan wordt het rode licht nog een keer gefilterd totdat het de juiste infrarode golflengte heeft, waarna het wordt uitgezonden. Om zijn eigen licht te kunnen zien, heeft hij ook aangepaste ogen.

Geflitst!

Zeevonk gebruikt zijn flitslicht waarschijnlijk als een soort anti-inbraak alarm. Als er een ‘inbreker’ aan de alg wil gaan knabbelen, wordt hij niet alleen afgeschrikt door een verblindende lichtflits, maar zal hij ook nog eens door de politie (grotere predatoren) worden gespot, met alle nare gevolgen van dien. Zo af en toe zal er wel een Noctiluca opgegeten worden, maar netto draagt het flitslicht dus bij aan een grotere overleving van de soort. Dat was althans de hypothese van Burkenroad in 1948.

Om deze zogenaamde burglar alarm hypothese te testen, hebben diverse wetenschappers experimenten uitgevoerd. Zo keken de onderzoekers Fleisher en Case (1995) naar de combinatie van lichtgevende algen, garnalen (predatoren van de algen) en zeekatten (een soort inktvis). De vraag was of de inktvissen in water mét lichtgevende algen méér garnalen zouden vangen dan in zeewater zonder.

Fleisher en Case namen daartoe twee aquaria en stopten in de ene bak inktvissen, garnalen en algen en in de andere alleen inktvissen en garnalen. Om het gedrag van de inktvissen te bestuderen hadden ze het idee opgevat om een infrarood camera te installeren voor het aquarium. Hiermee kun je dieren in het donker filmen, zonder dat ze jou zien. Het bleek dat de inktvissen in het aqarium mét algen de ene na de andere garnaal aanvielen, terwijl ze zonder de algen bijna geen prooi konden vinden. En doordat de garnalen opgegeten werden bleven de algen op hun beurt langer in leven. Burkenroad leek het bij het rechte eind te hebben.

Andere dieren die verder niets met zeevonk te maken hebben, maar per ongeluk door de algen heen zwemmen, moeten ook goed uitkijken. Het zeewater is namelijk een soort van mijnenveld van lichtgevende algjes. Elke onverhoede beweging die bijvoorbeeld een vis maakt, kan een explosie veroorzaken van lichtflitsjes. En daar maken andere dieren weer handig gebruik van. Zo is bekend dat zeeleeuwen en andere nachtelijke predatoren het licht van Noctiluca gebruiken om hun prooien, zoals vissen, te localiseren.

In de donkere diepzee, waar het zonlicht nooit komt, dient bioluminiscentie andere doelen. Lantarenvissen bijvoorbeeld laten lichtgevende bacterien groeien in speciale organen aan het eind van een soort hengeltjes aan hun kop. Net zoals vissers ‘s nachts vanuit hun bootje vissen lokken met lichtgevend aas, lokken deze vissen hun prooi met het lantaarntje op de donkere oceaanbodem (Afbeelding 6)