10 fantastiske landvæsner, der kan lyse

Jeg har offentliggjort ti indlæg på min blog indtil videre, og de er alle baseret på videnskabelige tidsskriftsartikler. Men jeg vil også gerne lejlighedsvis skrive nogle interessante og sjove videnskabelige fakta, så jeg har sammensat denne fantastiske liste. Jeg håber, du får et glødende nytår!

Vores første eller eneste oplevelse af glødende dyr er nok at blive lokket af det blændende lysshow, som ildfluerne opfører. Den tilsyneladende magiske evne til at udsende dit eget lys – et fænomen, der kaldes bioluminescens – produceres faktisk af en kemisk reaktion inde i organismen. Reaktionen involverer et enzym kendt som luciferase, et molekyle kaldet luciferin og et iltmolekyle. Luciferase virker på reaktionen mellem luciferin og ilt for at give en ny forbindelse, der genererer det lys, som vi ser. Denne proces kræver energi, men bioluminescens er forbløffende effektiv: mindre end 20 procent af lyset går til spilde som varme, og derfor kaldes det ofte for “koldt lys”.

Mens bioluminescens er udbredt blandt marine organismer, er det sjældent på land, og det udviklede sig millioner af år senere. Ikke desto mindre er der nogle fascinerende landlevende væsener, der har udviklet evnen til at producere lys – for det meste insekter og svampe. Selv om det lys, der udsendes, kan komme i forskellige farver, er de mest almindelige farver både i havet og på land blå og grønne, men på land kan man også se sjældne tilfælde af gult og endda rødt. Organismer lyser af forskellige årsager, f.eks. for at tiltrække partnere, advare rovdyr og finde føde. Nogle lyser kun på bestemte tidspunkter og kun i nogle få sekunder, mens andre lyser konstant. Her er nogle af de få hypnotiserende landdyr, der er i stand til at gløde. Hvor mange af disse har du set før?

1. Glitrende glowworms: En fatal tiltrækning

De bioluminescerende glowworms Arachnocampa luminosa, også kendt som svampemyg, er på størrelse med en tændstik og findes kun i de mørke og fugtige områder i New Zealand, især i Waitomo-hulerne, som er blevet en populær turistattraktion på grund af det fantastiske stjerneskudsspil. Disse glimmerorme er larver, der klækker ud af æg og til sidst bliver til voksne tovingede insekter, der normalt kun lever i nogle få dage udelukkende med det formål at parre sig. I larvestadiet, som er det længste stadie, der varer op til 9 måneder, må larverne spise glubende for at kunne klare sig indtil det voksne stadie, hvor de ikke kan spise, da de ikke har en mund.

Disse huleboere har udtænkt en snedig taktik for at fange deres bytte: De konstruerer deres egne “fiskesnore” lavet af silke med klæbrige slimdråber, som de kan hænge ned fra loftet; disse snore kan blive op til 20 tommer lange. Når natten falder på, lyser de i en strålende blå farve for at lokke intetanende byttedyr som f.eks. insekter – enten kravlende eller flyvende mod lokkemidlet – som bliver fanget i det klæbrige net af liner og lammet af kemikalierne i slimen. Larverne kryber derefter ned og spiser deres fangst. Jo mere sultne de er, jo mere lysende kan de lyse. Overraskende nok tager det dem kun 15 minutter at lave en line, og de kan lave op til 25 lines om natten!

De er ekstremt territoriale, og når deres tætheder er høje, kan de endda ty til kannibalisme, hvis de fornemmer en indtrænger af deres egen art. Voksne hunner lyser for at tiltrække parringerne, selv om hannerne også kan lyse, og når flere hanner ankommer, kæmper de mod hinanden, indtil den bedst egnede vinder hunnen. Hunnen mister sin evne til at lyse efter at have lagt æg.

Hvis du skulle være heldig at se disse fantastiske skabninger, så vær stille og lad være med at lyse med lommelygter på dem, for de slukker for deres lys.

2. Glinsende snegle

Sneglen, Quantula striata, ligner måske en hvilken som helst anden snegl, men den er den eneste landsnegl, der vides at være i stand til at producere lys, og den findes i Sydøstasien. Usædvanligt nok lyser dens æg kontinuerligt i mørke, og når de klækkes, producerer de i flere dage kortvarige glimt af gulgrønt lys fra bag deres mund, selv om lyset er svagt.

Rejsagen til at de lyser og blinker er et mysterium, men interessant nok holder de op med at lyse, når de er blevet reproduktionsmodne. Nogle forskere har foreslået, at de gennem blinklyset kommunikerer med andre medlemmer af deres art og kan samle sig, selv om de ikke er sikre på hvorfor. Sikke en kreativ måde at invitere andre til en sammenkomst på!

3. Blinkende svampe

Selvom insekter er bioluminescens mest udbredt blandt svampe; faktisk er der rapporteret om mindst 50 arter af lysende svampe, og de australske arter er mere lysende end de nordamerikanske. En af de sejeste arter er svampen Mycena lucentipes, en af de seks bioluminescerende svampearter, som forskere opdagede i 2006 i Brasiliens atlanterhavsskov. Den lyser lysende grønt, og om natten er den virkelig et fascinerende syn. Men hvorfor lyser de? Mykologer eller svampeeksperter ved det ikke, men de har spekuleret i, at det kan være for at lokke leddyr til, som hjælper med at sprede deres sporer til andre steder. Andre forklaringer går ud på, at deres glød kan afskrække insekter fra at spise dem eller tiltrække insekternes rovdyr til at spise dem, så de ikke kan spise svampene – med andre ord inviterer de måske deres fjendes fjende til at beskytte sig selv.

Der er flere svampearter derude, der venter på at blive opdaget, så næste gang du går en tur i skoven, så gå om natten og kig dig grundigt omkring – hvem ved, måske falder du endda over en ny glødende svamp!

4. Giftige, selvlysende tusindben

Af de over 12.000 kendte tusindbenarter er kun en håndfuld af dem, der tilhører slægten Motyxia, bioluminescerende, og de findes alle udelukkende i bjergområderne i Californien. De tilbringer dagen i jorden, men når mørket falder på, kommer disse blinde krybdyr frem fra jorden for at æde døde planter og udsender et konstant lys fra deres exoskelet. Deres glød er ildevarslende for rovdyr: Når de forstyrres eller trues, frigiver de giftig cyanid fra små porer i deres krop. I et eksperiment for at teste denne opfattelse placerede forskerne falske malede tusindben af ler ved siden af ægte glødende tusindben om natten og undersøgte dem næste morgen. Til deres overraskelse blev de falske tusindben fire gange oftere end de ægte glødende angrebet brutalt af, hvad de udledte af, at det var gnavere.

Overraskende nok har disse tusindben udviklet en anden mekanisme til at lyse, som ikke bruger luciferase, men i stedet anvender et fotoprotein, der lyser op, når det aktiveres med calciumholdige forbindelser. Denne mekanisme ligner den måde, som maner, Aequorea Victoria, lyser på ved hjælp af grønt fluorescerende protein, som i vid udstrækning anvendes i laboratoriet til forskningsformål, f.eks. ved at knytte det til gener af interesse for at undersøge deres placering i cellerne.

5. Strålende jernbaneorme

Railroad worms er larver og larviforme hunner, som er voksne – omkring to tommer lange – der ligner larver og hører til den samme overfamilie af biller som ildfluer. De er en af de få organismer, der opnår den bemærkelsesværdige bedrift at udstråle ikke én, men to farver i forskellige dele af deres krop. Disse orme hører til slægten Phrixothrix og findes i Sydamerika. Ormene ligner et minitog, der kører af sted om natten: Hovedet lyser ildrødt, mens kroppen udsender grønt lys gennem elleve par lysende pletter arrangeret i rækker.

Forskerne fandt ud af, at det luciferaseenzym, der er involveret i den reaktion, der giver den atypiske røde farve i hovedet, er det eneste enzym, der kan gøre dette i naturen, og at det er lidt anderledes i sin struktur end andre luciferaser. Undersøgelser så langt tilbage som i 1940’erne rapporterede, at ved en lille forstyrrelse – f.eks. ved at vælte bordet og blæse over dem – tænder de deres røde hovedlys, og ved kraftigere forstyrrelser tænder de begge deres rækker af grønne lys. Nyere beviser tyder på, at deres glød sender et signal til rovdyr om, at de smager forfærdeligt.

6. Lysende klikbiller

Mange klikbiller i familien Elateridae (nære slægtninge til ildfluer), især dem fra slægten Pyrophorus, er bioluminescerende, og de findes i tropiske områder på den vestlige halvkugle. De kaldes også snappebiller, og som navnet antyder, laver de klikkende lyde, når de bevæger sig op i luften – ofte flere centimeter – for at rette sig op, hvis de ligger på hovedet. Når de er truet af rovdyr, kan de også hurtigt hoppe højt op i luften for at forsvare sig.

Hvad mere er, producerer de et konstant lys i mange forskellige farver – fra grønt hele vejen til orange afhængigt af arten – i to punkter foran, der ligner forlygter, og et under bagkroppen. Forlygterne lyser så intenst, at de kan spottes på over 30 meters afstand. Den jamaicanske art Pyrophorus plagiophthalamus er unik, fordi den kan producere to forskellige farver lys i sin krop; under kroppen udsender den et gult lys, og på oversiden lyser dens forlygter grønt. De ser virkelig ud som om, de er fra en anden planet. Forskere mener, at deres øverste og nederste lys har forskellige funktioner: deres forlygter er et fyrtårn for rovdyr om deres giftighed, mens lyset under deres mave letter kommunikationen mellem medlemmer af det modsatte køn.

7. Freaky Glowing Cockroach

Som om kakerlakker ikke var uhyggelige nok, hvad så med at støde på den lysende kakerlak, Lucihormetica lucka, der farer rundt uden for dit hjem om natten? Tja, chancerne er sjældne – faktisk vil du måske aldrig støde på en i dit liv, fordi de kun findes i regnskovene nær en aktiv vulkan i Ecuador, og det sidste kendte eksemplar blev indsamlet i 1939. Chancerne er, at de måske endda er uddøde nu.

Men glødende kakerlakker er ikke nye: Siden deres første opdagelse i 1999 er der blevet identificeret 13 arter i Sydamerika. L. lucka’s to øjenlignende pletter og en anden plet på ryggen lyser op ved udsendelse af deres giftighed. Men det viser sig, at de ikke er virkelig giftige – de simulerer det bare; de efterligner snildt klikbiller – deres ældre slægtninge, der er nævnt tidligere – som lyser for at reklamere for deres giftighed, men denne kakerlak, der udsender et lys med samme farve, narrer bare sine rovdyr. Udseendet kan virkelig være bedragerisk! De lyse pletter er fyldt med bakterier, der lever på dens exoskelet.

8. Uhyggelige regnorme

Vi har alle sammen set regnorme på et eller andet tidspunkt i vores liv. Men har du nogensinde set en glødende regnorm? Der findes 33 arter af selvlysende regnorme over hele verden, selv om de fleste af dem er samlet i den amerikanske sydstater. De udsender lys fra blå hele vejen til den røde ende af spektret.

Jordorme udskiller normalt slim, som forskerne kalder coelemisk væske, for at glide let i deres huler, men et par sjældne arter udskiller en unik type slim – en slim, der faktisk kan lyse. Ja, du hørte rigtigt, deres slim er bioluminescerende!

Der er rapporteret to arter med forskellige farver slim: den ene fra New Zealand og den anden fra Georgia i USA. Den ejendommelige regnorm i New Zealand, Octochaetus multiporus, udgyder en lysende lysende orangegul coelemisk væske fra sin mund, anus og underside, når den føler sig forstyrret eller truet. Faktisk er den så bizar, at dens væske synes at gløde i forskellige farver på forskellige stadier af dens liv. Det er interessant, at deres glødende slim blev opdaget af maorierne, som udnyttede O. multiporus som madding til fiskeri. Regnormen fra Georgien, Diplocardia longa, findes i sandjorden på kystsletterne og spytter et strålende blåt slim ud, som menes at skræmme rovdyrene. Måske er det farvede slim, der siver ud fra monstre, som vi ser i børnelege, alligevel ikke så langt ude.

9. Strålende bakterier: En ven eller en fjende?

Photorhabdus luminescens er utroligt unikke, idet de er de eneste landbakterier, der er i stand til at bioluminescere. De er fascinerende, fordi de på den ene side er nyttige for nematodeorme (rundorme), men på den anden side er de dødelige for andre insekter. Mikroberne lever lykkeligt i tarmene på jordboende nematodeorme i en symbiotisk alliance, hvor begge parter drager fordel: De giver ormene et blødt blåt lys, formentlig for at lokke byttedyr til, og til gengæld deler de nogle af næringsstofferne fra ormens føde.

For at gøre tingene komplicerede er disse nematoder faktisk parasitter, der jager andre jordinsekter – såsom larver af biller, møl og fluer – hvor de trænger ind i og etablerer sig inde i deres krop. Når de først er inde i kroppen, spytter de deres lumske mikrobielle partnere ud i værtens blodkredsløb. Mikroberne begynder derefter deres kemiske krigsførelse; de dræber værten ved at sprøjte en strøm af dødbringende insektdræbende proteiner ind i dens celler og enzymer, der nedbryder dens krop og reducerer den til en “næringssuppe” i løbet af to dage. P. luminescens fortærer gladeligt denne suppe og formerer sig eksponentielt, hvilket giver anledning til millioner flere af sig selv. Samtidig frigiver mikroberne antibiotika, som forhindrer andre bakterier i at invadere deres festmåltid. Ormen ernærer sig til gengæld af de blomstrende bakterier og gennemgår flere reproduktionsrunder inde i kadaveret og producerer hver gang hundredvis af æg, som også fortærer bakterierne. Når næringsstofferne svinder ind, koloniserer de resterende bakterier igen tarmene på ormens nyudklækkede afkom, og de bryder ud af liget for at søge deres næste offer. Nogle gange, når fødevarerne er ekstremt lave, spiser de udklækkede afkom i stedet deres mors tarm og dræber hende i et grusomt fænomen kaldet matricida endotokia.

Mens P. luminescens er dødelige for insekter, er de uskadelige for mennesker. Faktisk viste deres antibiotikaproducerende kapacitet sig at være en velsignelse for sårede soldater på slagmarken under borgerkrigen i 1862 – en præ-antibiotisk æra. Tilsyneladende syntes nogle sårede soldater fra slaget ved Shiloh at overleve bedre og hurtigere end andre, især dem, der ventede på hjælp i den kolde regn. Det viste sig, at de havde sår, der bogstaveligt talt glødede i mørket – et fænomen, der blev kendt som “Angel’s Glow”. Man mener nu, at deres sår var koloniseret af P. luminescens fra den mudrede jord, som beskyttede dem mod infektion med andre dødelige bakterier. Nå, men i nogle sjældne tilfælde kan nogle bakterieinfektioner på sår faktisk være nyttige – især dem, der lyser!

Videnskabsfolk er ved at undersøge, om man kan bruge dette dødelige par som biologisk insektmiddel på afgrøder for at beskytte dem mod angreb fra insekter.

10. Flamboyante ildfluer – naturens gratis fyrværkeri

Vi kan ikke afslutte vores liste uden at dække ildfluer – de mest populære og mest studerede bioluminescerende landorganismer. Ildfluer er faktisk biller, hvis samtaler består af mønstre af lysglimt fra deres bagkrop, som er unikke for hver art, og som kan være gule, grønne eller endda røde. Ildfluernes hanner udviser specifikke lysglimt, som kun forstås af potentielle partnere, der svarer ved at udsende det samme blinksignal, som hannerne kan genkende og bevæge sig hen mod hunnerne. Lyder det som en charmerende måde at tiltrække partnere på?

Jamen, nogle ildfluer er ikke så fængslende, i hvert fald ikke hun-ildfluer fra slægten Photuris. De anvender deres lys som et trick: de efterligner signalblink- og forsinkelsesmønstre hos hunner af Photunis-glødelamper for at lokke Photunis-hanner til, men med et andet formål end at parre sig – nemlig at fortære dem. De naive hanner bevæger sig hen mod dem i håb om at finde en partner, men finder i stedet døden. Hvorfor spiser de dem så? Photuris-glødelamper mangler et forsvarsstof kaldet lucibufaginer, som er med til at afskrække rovdyr som f.eks. edderkopper fra at æde dem. Men deres Photunis-kusiner producerer det i rigelige mængder, så de får det snedigt ved at spise dem.

Firefly luciferase er et uundværligt enzym i medicinske og biologiske laboratorier, hvor det bruges som reportergen ved at koble det til et gen af interesse – f.eks. dem, der er involveret i sygdomme – for at spore deres udtryk i celler. Luciferase-genet er blevet indsat i specifikke væv i levende organismer som f.eks. mus for visuelt at overvåge udviklingen af kræftsvulster. Forskere har faktisk konstrueret luciferase-mutanter, der kan udsende lys i en række farver, hvilket er meget nyttigt til at afbilde forskellige proteiner inde i organismer.

Forskere håber at kunne udnytte luciferaseaktiviteten til at fremstille mere energieffektive lys, der måske en dag kan erstatte vores lysstofrør og LED-lamper. Et hold forskere skabte glødende nanostoder ved hjælp af en genetisk manipuleret luciferase, der var fastgjort til nanostoder, som fungerede som brændstof. De forestiller sig, at disse ildflue-nanoroder kan monteres i LED-lamper og lyse op uden brug af elektricitet.

Hvis det lyder tiltalende, så vent, til du hører om en anden mere spændende mulighed: at bruge glødende planter til at oplyse dit hjem. The Glowing Plant Project, som et hold forskere står i spidsen for i et DIY biohacking-projekt, har til formål at fremme naturlig elfri belysning drevet af syntetisk luciferase i planter som et bæredygtigt alternativ til vores voksende energibehov. Helt tilbage i 1986 fremstillede et hold forskere faktisk en tobaksplante til at udtrykke firefly luciferase, men de var nødt til at vande den med luciferin for at få den til at lyse, og lyset var svagt. Siden da har et par andre forskergrupper med succes skabt lysende planter.

Men dette nylige projekt har været så populært, at det har overskredet sit oprindelige finansieringsmål på kun 65.000 dollars på Kickstarter og har indsamlet næsten en halv million dollars, og de, der har givet tilsagn om 40 dollars eller mere, er blevet lovet lysende Arabidopsis-plantefrø som belønning, selv om mange mennesker er imod frigivelse af uregulerede genetisk modificerede plantefrø. Med den overvældende respons har holdet endda planer om at skabe en lysende rosenplante.

Anvendelserne af luciferase er uendelige, og hvem ved, en dag vil du måske endda køre hjem om natten gennem gader, der er oplyst af lysende træer. Fremtiden ser bestemt lys ud!