Fenomenet med levande organismer som kan alstra ljus kallas bioluminiscens och är ganska vanligt, inte minst hos marina arter. Det är känt att ljuset alstras genom kemiska reaktioner och att syremolekyler där spelar en viktig roll.

I naturen och hos djuren sker denna kemiska reaktion i speciella lysande celler, fotocyter. Dessa sitter i sin tur samlade i komplicerade ljusorgan där ljusets intensitet regleras av nervsignaler och ljuset kan modifieras med hjälp av reflektorer, linser och filter. På så sätt kan organismen anpassa ljusets våglängd, spridning och styrka efter situationen – men hur den processen går till i detalj är fortfarande omgärdat av frågetecken.

Forskaren Jenny Krönström vid Zoologiska institutionen, Göteborgs universitet, har genom att undersöka ljusorganen hos marina nässeldjur, kräftdjur och fiskar fogat ytterligare en bit till pusslet. Hon kan i sin avhandling avslöja att det självlysande kräftdjuret krill är utrustad med speciella muskler, som genom att de spänns och slappnar av reglerar ljusstyrkan.

Även här tycks kväveoxiden spela en viktig roll i bioluminiscensen. Hos krillen skapas kväveoxiden i de tunna kärl som försörjer krillens fotocyter med syre, samt i speciella slutarmuskler, sfinktrar, som sitter där dessa kärl tömmer blod bland fotocyterna. Experiment med avslappnande respektive sammandragande substanser visar att när slutarmusklerna slappnar börjar krillen att lysa, förmodligen genom att mer syresatt blod då släpps in till fotocyterna.

Eftersom bioluminiscens har uppkommit flera gånger under evolutionen har olika arter utvecklat olika lösningar för hur ljuset kontrolleras och sänds ut. Jenny Krönströms forskning visar att kväveoxiden också har olika effekt hos olika arter: hos den märkliga djuphavsfisken Olfers silveryxa (pärlemorfisk), som har en rad lysorgan längs buken, har kväveoxid en dämpande effekt på ljusreaktionen – medan kväveoxid hos den amerikanska Sångfisken tvärtom ökar ljusintensiteten.

Det biologiska ljuset är inte bara till nytta för organismen som en biologisk ficklampa, kamouflage eller som kommunikationssätt. De ämnen som ingår i den kemiska, ljusalstrande reaktionen ¬har också visat sig användbara i modern molekylärbiologi, där det så kallade green flourescent protein, som ger grönt ljus hos nässeldjur, så sent som 2008 gav Nobelpriset i kemi.

Avhandlingen Control of bioluminescence: Operating the light switch in photophores from marine animals försvaras vid disputation den 20 februari.

Kontakt:
Jenny Krönström, Zoologiska institutionen, Göteborgs universitet
0703 960763
jenny.kronstrom@zool.gu.se

Bildtext: Krillens ljusreglerande slutarmuskler i närbild samt exemplar av Olfers silveryxa (pärlemorfisk) fångat i Medelhavet.