Sidabrinės žuvys galbūt reaguoja į šviesą savo blizgesiu

Įsivaizduokite sidabrinę žuvų pulką, žaižaruojantį kaip veidrodis ir kažkaip žinantį, kada šviesa pasikeitė. Nors tai skamba neįprastai, būtent taip gali elgtis kai kurios tropinės žuvys.

Masakazu Iwasaka, tarpdisciplininis inžinierius iš Hirošimos universiteto, daugelį metų stebėjo, kaip šviesa krinta ant žuvų kūnų. Neseniai paskelbtame preprinte jis aprašo smulkius porų ir ląstelių klasterius kobalto sidabrinės (Hypoatherina tsurugae) odoje, kurie daro daugiau nei tik atspindi fotonus; jie, regis, į juos reaguoja.

Skirtingai nei pigmentai, šios žuvys remiasi iridoforomis: odos ląstelėmis, užpildytomis guanino kristalų sluoksniais, kurie atspindi ir sklaidina šviesą struktūros, o ne spalvinių molekulių dėka. Rezultatas yra ne dažai, o fizika: kampai ir sluoksniai keičia bangos ilgius ir sukuria metalinį žvilgesį. Tačiau Iwasaka pastebėjo ką nors netikėto. Tam tikros nugaros sritys perjungdavo tris matomas būsenas: nuolat ryškias, greitai žaižaruojančias ir trumpai tamsėjančias. Šie pokyčiai vyko net tada, kai žuvis buvo visiškai nejudanti.

Metodai, naudojami žuvies iridoforams tirti, kaip nustatyta ankstesniame eksperimente.

Jis išbandė 22 laukinius egzempliorius akvariumo sąlygomis. Kai kurios žuvys buvo trumpai nuskausmintos, kad jų oda galėtų būti ištirta po mikroskopu, kol per ją buvo nuskraidintos skirtingų spalvų LED ir lazerio šviesos. Esant pastoviam baltam apšvietimui, atspindinčios vietos išliko ryškios. Nutraukus tiesioginį spindulį, daugelis vietų beveik iškart pajuodavo, o po kelių sekundžių vėl sušviesdavo. Mėlyna šviesa sukėlė stipriausią efektą; žalia ir raudona veikė kur kas silpniau.

Perjungimai buvo labai greiti. Tiek greiti, kad paprasti fiziniai ląstelių pertvarkymai vargu ar gali būti vienintelė priežastis. Vietoje to, pastebėtas modelis rodo spartesnius procesus, galbūt intrinsektyvią odos fotorecepciją arba net nervinius signalus, moduliuojančius atspindžius. Iwasaka mini opsinus, tuos pačius šviesai jautrius baltymus, veikiančius gyvūnų tinklainę, kaip tikėtinas dalis, nors šiame tyrime jų tiesiogiai nebandė.

Tai elgsena optikos ir biologijos sankirtoje: kristalai keičia, kaip jie grąžina šviesą, prisitaikydami prie aplinkos. Ar žuvis galėtų tai naudoti bendravimui? Slėptis? Jaučti šviesos kokybę sekliuose pakrančių vandenyse? Eksperimentai neatsako į funkcijos klausimą, jie tik atskleidžia galimybę.

Šis darbas yra preprintas, paskelbtas bioRxiv, ir dar nebuvo peržiūrėtas recenzentų; jo išvados turėtų būti laikomos preliminariomis.

Ar šios žaižaruojančios ląstelės yra tik atspindintojai, šviesos detektoriai ar nervinio tinklo dalis, teks aiškintis naudojant molekulinius žymenis ir neurobiologinius tyrimus. Kol kas sidabrinės žuvies žibėjimas įgavo naują intriguojantį bruožą: ji galbūt tarsi žvelgia į pasaulį sava kristaline forma.