Lichten
der 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 proteïne, luciferine gebonden proteïne
(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 proteïne 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 chemicaliën 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.
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 zwavelbacteriën
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 bacteriën:
rottingsbacterie, purper- en gewone zwavelbacteriën.
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/