Diepzeevissen hebben uitstekend zicht

Geschreven en geverifieerd door biochemie Luz Eduviges Thomas-Romero

Laatste update: 11 september, 2023

Volgens recente bevindingen hebben diepzeevissen die op diepten zwemmen waar het zonlicht niet kan komen, een uitstekend gezichtsvermogen ontwikkeld dat ongekend is in het dierenrijk.

Dit krachtige gezichtsvermogen komt zeker goed overeen met de zwakke gloed en schittering die andere wezens op de zeebodem uitstralen. Als je meer wilt weten over dit fascinerende verschijnsel, lees dan verder.

Welke eiwitten zijn cruciaal voor het gezichtsvermogen?

Het is belangrijk op te merken dat fotoreceptorcellen (kegeltjes en staafjes) gespecialiseerde lichtgevoelige neuronen zijn. Deze cellen bezitten opsin-achtige eiwitten die op licht reageren op basis van de visuele pigmenten die ze bezitten.

Kegels bevatten drie verschillende soorten opsins. Eén met een grotere gevoeligheid voor lange golflengten (rood licht), één die gevoelig is voor middellange golflengten (groen licht) – en één met een grotere gevoeligheid voor korte golflengten (blauw licht). De combinatie van de drie kleuren (rood, geel en blauw) is de basis van kleurwaarneming.

De staafjes, die rodopsine bevatten, zijn gevoeliger voor de mate van helderheid. Zij zijn dus verantwoordelijk voor het zien bij weinig licht, want zij hebben een piek van hogere gevoeligheid voor de golflengte van 500 nanometer, dus blauwgroen licht.

Het enige probleem is dat de waarneming monochromatisch is en bij de mens kunnen we daardoor alleen een schaal van “grijzen” zien, afhankelijk van de hoeveelheid licht.

Hoe hebben diepzeevissen het toezicht ontwikkeld?

Zoals onlangs is onthuld, bezitten sommige diepzeevissen een buitengewoon aantal genen die coderen voor staafrodopsines. Zoals gezegd zijn dit de retinale eiwitten die het lichtniveau detecteren en essentieel zijn in schemerige lichtomstandigheden.

Deze extra genen hebben zich gediversifieerd om eiwitvarianten te produceren, die geëvolueerd zijn met het vermogen om alle mogelijke fotonen bij meerdere golflengten op te vangen. Dit zou kunnen betekenen dat, ondanks de duisternis, vissen die in de diepe oceaan rondzwerven daadwerkelijk in kleur zien.

Waarom zijn deze bevindingen bij diepzeevissen belangrijk?

Op een diepte van 1.000 meter, in helder water, is het laatste sprankje zonlicht verdwenen. Daarom verwacht men dat de ogen van vissen in het rijk der duisternis nogal geatrofieerd zouden zijn, omdat ze in het donker geen duidelijke biologische functie zouden hebben.

Ondanks eerdere opvattingen hebben onderzoekers zich nu gerealiseerd dat de diepzee doordrongen is van een zwakke bioluminescentie. Dit is afkomstig van verschillende diersoorten zoals garnalen, octopussen, bacteriën en zelfs sommige vissen. Het kan echter niet gemakkelijk worden waargenomen. Daarom is het normaal dat bepaalde roofdieren zich aanpassen en hun zicht verbeteren om hun prooi op te sporen.

In deze mariene niche zouden de meeste gewervelde ogen een subtiele gloed nauwelijks kunnen waarnemen. Een groep deskundigen (Engelse link) zocht echter naar opsine-genen in 101 vissoorten, waaronder zeven diepzeevissen uit de Atlantische Oceaan.

Bij hun onderzoek ontdekten ze dat de meeste vissen in ondiep water één of twee RH1-opsines hebben. Vier van de diepzeesoorten onderscheidden zich echter van de rest door ten minste vijf RH1-genen te bezitten. Verrassend genoeg had één van de diepzeevissen, de zilveren stekelvin (Diretmus argenteus), 38 RH1-genen.

Een vis die is afgestemd op bioluminescentie

Uit bovenstaand onderzoek bleek ook dat veel van de opsine-eiwitten in de staafjes van Diretmus argenteus gevoelig zijn voor verschillende golflengten. Hierdoor kan de soort het volledige bereik van bioluminescentie (het zwakke licht dat door andere wezens wordt uitgezonden) zien.

Ze wijzen er ook op dat dieren die leven in omgevingen met een extreem gebrek aan licht onder natuurlijke selectieve druk kunnen staan om hun visuele prestaties te verbeteren. Voor deze vissen kan de zwakke bioluminescentie op diepte even levendig en gevarieerd zijn als de heldere oppervlaktewereld.

Andere diepzeevissen kunnen rood licht zien

Een andere studie (Engelse link) die drie soorten diepzeedraakvissen bekeek, ontdekte dat dieren van dit taxon niet alleen rood licht produceren in lichtorganen onder het oog, maar ook ogen hebben die gevoelig zijn voor dit deel van het spectrum.

Ongetwijfeld geeft dit vermogen hen het unieke voordeel dat ze met elkaar kunnen communiceren. In het algemeen moet dit gebruikt worden voor de voortplanting, maar ook om te verlichten terwijl de vissen op hun prooi jagen of om te vluchten voor potentiële roofdieren. Dit zijn allemaal wezens die geen lange golflengten kunnen zien.

Toepassing van deze kennis

In potentie vormen deze studies een kennisbasis. Die kan in de toekomst misschien bijdragen tot verlichting van bijvoorbeeld nachtblindheid. Misschien zelfs voor  de behandeling van neurodegeneratieve netvliesaandoeningen. Ongetwijfeld zijn de toekomstige toepassingen van deze bevindingen op zijn minst veelbelovend.