Ένα κοπάδι από λαμπερά silverside fish μπορεί να θυμίζει μπάλα ντίσκο, με την εικόνα του να σχηματίζεται από πολλά μικρά «καθρεφτάκια».
Όμως νέα έρευνα δείχνει ότι το δέρμα αυτών των ψαριών ίσως κάνει πολύ περισσότερα από το να αντανακλά απλώς το φως.
Ο Masakazu Iwasaka είναι διεπιστημονικός μηχανικός στο Hiroshima University της Ιαπωνίας και εδώ και δεκαετίες μελετά την αλληλεπίδραση του φωτός με το σώμα των ψαριών.
Σε νέα προδημοσίευση, που δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους ούτε έχει δημοσιευτεί επίσημα, ο Iwasaka αναφέρει ότι εντόπισε ειδικούς πόρους στο δέρμα των ψαριών οι οποίοι αντιδρούν στο φως, και δεν το αντανακλούν απλώς.
Το εντυπωσιακό αυτό φαινόμενο το παρατήρησε στα cobalt silverside fish Hypoatherina tsurugae, που ζουν σε σχετικά ρηχά θαλάσσια νερά γύρω από την Ιαπωνία και την Κορέα.
Μέσα στο δέρμα τους, αυτά τα ψάρια έχουν ειδικά κύτταρα, γνωστά ως iridophore cells, τα οποία είναι πυκνά γεμάτα με κρυστάλλους γουανίνης.
Οι κρύσταλλοι αυτοί αντανακλούν το φως σε διαφορετικές γωνίες και δημιουργούν την αίσθηση του χρώματος όχι μέσω χρωστικών, όπως συμβαίνει στα δικά μας κύτταρα με τη μελανίνη, αλλά μέσω της δομικής τους διάταξης, που κάμπτει και αντανακλά το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος.
Σε παλαιότερες μελέτες πάνω σε αυτά τα ψάρια, ο Iwasaka είχε καταγράψει κηλίδες iridiphore κατά μήκος των ραχιαίων φολίδων του σώματος, οι οποίες εμφάνιζαν «γρήγορη και επαναλαμβανόμενη αντανάκλαση φωτός σε συχνότητες μερικών hertz, ανεξάρτητα από την κίνηση του σώματος».
Αυτές οι κηλίδες εναλλάσσονται ανάμεσα σε τρεις καταστάσεις, τις οποίες ο Iwasaka ονόμασε, κάπως ποιητικά, «static bright», «dynamically twinkling» και «dark».
Ο ίδιος υπέθεσε ότι οι καταστάσεις αυτές μπορεί να αλλάζουν ανάλογα με τα επίπεδα του φωτισμού στο περιβάλλον και σχεδίασε τη νέα μελέτη για να ελέγξει αυτή την υπόθεση.
Ο Iwasaka έκανε τα πειράματά του σε 22 ψάρια, που είχαν αλιευθεί από το φυσικό περιβάλλον και διατηρούνταν σε ένα συνηθισμένο εργαστηριακό ενυδρείο.
Για να παρατηρήσει το δέρμα τους σε μικροσκοπικό επίπεδο υπό συνθήκες μεταβαλλόμενου φωτισμού, ορισμένα ψάρια αναισθητοποιήθηκαν για λίγο, εξετάστηκαν με κάμερα-φακό μικροσκοπίου και στη συνέχεια επέστρεψαν στο κύριο ενυδρείο.
Αρχικά, έστρεψε προς τα ψάρια ένα λευκό LED, το ίδιο είδος φωτός που φώτιζε γενικά το δωμάτιο και το ενυδρείο.
Τα iridophores παρέμειναν στην κατάσταση «static bright» – μέχρι που ο άμεσος φωτισμός έσβησε, με τα iridophores να περνούν γρήγορα στη λειτουργία «dark», κάπως όπως θα αντιδρούσαν οι κόρες των ματιών μας αν κάποιος έσβηνε τα φώτα.
Σε αυτή την «dark» κατάσταση, οι κρύσταλλοι γουανίνης σταμάτησαν να αντανακλούν το φως με την ίδια ένταση, σαν να είχαν μετατοπιστεί ελαφρώς.
Όμως σύντομα προσαρμόστηκαν ξανά στο λευκό φως του περιβάλλοντος και επέστρεψαν στην κατάσταση «static bright».
Στη συνέχεια, ο Iwasaka επανέλαβε το πείραμα, δοκιμάζοντας πώς αντιδρούσαν τα iridophores σε μπλε, πράσινο και κόκκινο LED φως, καθώς και σε ένα μπλε λέιζερ και σε δύο είδη πράσινων λέιζερ.
«Η φασματική ανάλυση έδειξε ότι αυτή η απόκριση εξασθένησης ήταν πιο ευαίσθητη στο μπλε φως σε σύγκριση με την πράσινη και την κόκκινη ακτινοβολία», αναφέρει ο Iwasaka στη μελέτη του.
Σε αυτά τα πειράματα, λέει, τα iridophores επέστρεψαν σε κατάσταση τρεμοπαίγματος μέσα σε περίπου 10 δευτερόλεπτα μετά τη διακοπή της άμεσης πηγής φωτός.
«Η ταχύτητα και η αναστρεψιμότητα αυτής της απόκρισης υποδηλώνουν ότι εμπλέκονται μηχανισμοί πέρα από τις αργές ενδοκυτταρικές δομικές αναδιατάξεις και θέτουν το ενδεχόμενο νευρικής ρύθμισης, πέρα από τις εγγενείς φωτοϋποδοχικές διεργασίες», γράφει ο Iwasaka.
Σχετικό: Τα πιο όμορφα θαλάσσια γυμνοσάλιαγκα χρησιμοποιούν κρυστάλλους στο δέρμα τους ως «pixels» χρώματος
Ο ίδιος υποψιάζεται ότι μπορεί να εμπλέκονται οι οψίνες, μια ομάδα φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών γνωστών κυρίως για τον ρόλο τους στον αμφιβληστροειδή μας.
Ωστόσο, αυτή η θεωρία ξεπερνά το εύρος της συγκεκριμένης μελέτης, η οποία δεν προχώρησε στη διερεύνηση των μοριακών μηχανισμών πίσω από τη φωτοαντιδραστικότητα του δέρματος των ψαριών.
Σημειώνεται ότι η μελέτη δεν έχει ακόμη περάσει τη διαδικασία της αυστηρής επιστημονικής αξιολόγησης από ομοτίμους ούτε έχει δημοσιευτεί επίσημα. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί ακόμη να περιέχει λάθη ή παραλείψεις και δεν έχει ακόμη εγκριθεί από την επιστημονική κοινότητα.
Αναρτήθηκε στον προδημοσιευτικό server bioRxiv.
Το άρθρο ελέγχθηκε από τη Rachel Garner και επιμελήθηκε ο Peter Dockrill. Παρότι δίνουμε μεγάλη σημασία στη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε κάποιο λάθος, ενημερώστε μας.
