Lichten der Zee

Als je in Zeeland wel eens in de Oosterschelde of de Grevelingen een nachtduik hebt gemaakt, dan ben je vast wel eens in aanraking gekomen met de kleine oplichtende deeltjes in het water. Het fenomeen wat hierboven beschreven staat heet bioluminescentie en het wordt veroorzaakt door een dinoflagelaat, een ťťncellig algje. Miljoenen algjes drijven aan de oppervlakte en veroorzaken het oplichten van de zee.

Inleiding

De dinoflagelaten staan ook wel bekend als Pyrrhophyta, waarvan Zeevonk de meest voorkomende is. Bij het proces van bioluminescentie ontstaat licht, welk het gevolg van een chemische reactie veroorzaakt in gespecialiseerde cellen van de dinoflagelaat. Beroering van zeewater waarin de dinoflagelaten voorkomen, stimuleert het ontstaan van lichtflitsjes. Dit fenomeen is het eerst waargenomen bij Zeevonk (Noctiluca scintillans) in 1800.  Uit het Latijns vertaald betekent dit
nocti (maan) and lucere (schijnen). Momenteel is het bekend dat er meerdere marine organismen zijn bioluminiscentie kunnen veroorzaken.


Het Proces

Licht wordt gemaakt als gevolg van een chemische reactie. Productie van licht in dinoflagelaten en andere luminicerende organismen wordt veroorzaakt door een chemoluminiserende reactie waarbij luciferine wordt geoxideerd en waarbij er een boel energie vrijkomt, in de vorm van licht. Omdat de meeste energie wordt omgezet in licht en niet in warmte, wordt bioluminiscentie ook wel "koud licht" genoemd.
Het luciferine is meestal gebonden aan een proteÔne, luciferine gebonden proteÔne (LBP). Bij neutrale pH het LBP zorgt ervoor dat luciferine stabiel blijft en niet spontaan gaat oxideren. Als de pH echter veranderd zal het luciferine zich vrij maken van het LBP en binden aan het proteÔne luciferase, welk een katalysator is. Tijdens het proces van oxidatie, is luciferine heel kort in aangeslagen toestand, waarna het terug valt naar de grondtoestand, en energie vrijmaakt in de vorm van licht. Bij de dinoflagelaat is de maximale emissie ongeveer bij 472 nm, het blauwgroene deel van het zichtbare gebied.
In de meeste dinoflagelaten wordt bioluminiscentie geregeld door een biologische klok. Aan het eind van de dag worden de luminiserende chemicaliŽn verpakt zakjes, scintillons genoemd (fonkjes), en migreren naar het cytoplasma. Tijdens de nacht wordt lichtafgifte door mechanische stimulatie (roeren, bellen blazen)). Wanneer je tijdens de dag het licht uit zou kunnen doen, dan zou een dinoflagelaat minder licht produceren dan 's nachts. Dit komt omdat er overdag minder scintillons aanwezig zijn. Biolumiscentie bereikt het maximum nadat het ongeveer 2 uur donker is.
Bioluminiscentie werk als een soort van inbraakalarm. Als de cel wordt verstoord door een predator, zoals een copepod (de inbraak), ontstaan er lichtflitsen (het alarm) gedurende 0.1 tot 0.5 seconden. De lichtflits trekt een tweede predator aan, een kleine vis (de politie), die naar voedsel zoekt (de copepod) Op deze manier worden de predatoren van de dinoflagelaat verwijderd. Bij het zien van een lichtflits maakt de watervlo een sprongetje. Doet hij dit niet dan betekend dat hij kwetsbaar is voor predatie. Het resultaat is dat het eetgedrag van de watervlo is verstoord en zodoende minder dinoflagelaten worden geconsumeerd.  
Op zwoele zomeravonden kan de zee gaan lichten op alle plekken waar het water bewogen wordt: in de golven, als je door het water loopt of zwemt, als je op het natte zand stapt. Het groenachtige licht wordt veroorzaakt door de zeevonk, een bolvormige flagelaat zonder bladgroen. Bij ruw weer verhuizen de zeevonkjes naar rustiger, dieper water. Zeevonk kan ook tot bloei komen: het zeewater ziet dan zalmroze door de opgehoopte zeevonkjes.


Zeevonkbloei


Zeevonkbloei op het wateroppervlakte is waarneembaar als een geel-oranje drijflaag (een van de vele red-tides). Dergelijke drijflagen zijn ook waarneembaar op de Noordzee en Grevelingen. Op het Nederlandse wad komen 's zomers regelmatig 'dode vlekken' voor die in verband staan met de bloei van zeevonk. Ophopingen van zeevonk vormen dan oranjeroze vlekken op het wad. De algen sterven snel af. Vervolgens bloeien verschillende soorten zwavelbacteriŽn op. Door gebrek aan zuurstof en vergiftiging door de sulfiden sterven de bodemdieren massaal af. Deze gingen op hun beurt weer rotten en zo ontstaat een "dode" plek, die eigenlijk niet dood is, maar vol bacterieel leven zit. Het ziet er zwart, paars of geelwit uit door allerlei soorten bacteriŽn: rottingsbacterie, purper- en gewone zwavelbacteriŽn.
Zeevonk zelf is niet giftig, maar desondanks kan het vissterfte veroorzaken. Tijdens de sterfte van de algen wordt zuurstof verbruikt. Daarbij komt ook nog eens dat de cellen van de zeevonk zeer ammoniumrijk zijn, en vrijkomt tijdens de sterfte van de alg. Het vrijgekomen ammonia en het zuurstof tekort is schadelijk voor de vissen.

Literatuur

-
Internetsites: siobiolum.ucsd.edu/ , www.waddenzee.nl/