Door Steijn van Schie - FOTO: KESHET SHAVIT - 24-02-2023 - Biofysica
Dwarsdoorsnede van het oog van een garnaallarve, gemaakt met een elektronenmicroscoop, met reflectorcellen in groen aangegeven.
Larven van kreeftachtigen dekken hun opvallende oogpigmenten af met reflectoren, waardoor ze nagenoeg onzichtbaar zijn voor predatoren.
Larven van de grote zoetwatergarnaal Macrobrachium rosenbergii dekken hun donkere oogjes af met reflectoren die licht afketsen dat overeenkomt met de kleur van het omringende water. Zo gaan de verder transparante larfjes vrijwel geheel op in hun omgeving en voorkomen ze predatie. In Science van 17 februari beschrijft een internationale groep biofysici hoe de larven hun oogverhullende reflectoren afstemmen op hun omgeving: door de grootte en ordening van de kristalachtige nanobolletjes in de structuur dynamisch aan te passen, reflecteren ze diepblauw tot geel licht.
Pigmenten
Transparantie ter camouflage is een veelgebruikte techniek van organismen in mariene en aquatische ecosystemen; onder meer kwallen, weekdieren, zoöplankton en vissen proberen zo aan de aandacht van predatoren te ontsnappen. Toch is totale transparantie vaak onmogelijk: om goed te kunnen zien bevatten ogen donkere of matte pigmenten. Zodoende is er in de natuur vaak een trade-off tussen zien, en gezien worden.
Oogreflectoren
Met oogreflectoren omzeilen onder meer larven van kreeftachtigen dit probleem. Om de precieze werking daarvan te achterhalen verzamelen de onderzoekers zowel larven van M. rosenbergii , als van verschillende mariene garnalen, kreeften, krabben en bidsprinkhaankreeften in de baai bij Aqaba, Jordanië. Met elektronenmicroscopische technieken analyseren ze de in de reflector aanwezige kristalachtige nanobolletjes van isoxanthopterine.
De reflectoren blijken met name aan de ventrale zijde van de ogen te zitten; larven zwemmen doorgaans ondersteboven in de waterkolom, waardoor ze vooral van onderaf moeilijk te spotten zijn.
Vervolgexperimenten laten bovendien zien dat de reflectoren dynamisch zijn af te stellen: afhankelijk van de plek in de waterkolom en de daar heersende kleuren, reflecteren ze licht tussen de 400 en 750 nanometer, wat overeenkomt met diepblauw tot geel licht. De onderlinge afstand van de kristalachtige nanobolletjes is bepalend voor welk deel van het lichtspectrum het sterkst wordt gereflecteerd.
Schermen
Verder vermoeden de onderzoekers dat de structuren ook dienen als een soort spiegelende schermen tussen de fotoreceptoren, waardoor de ogen gevoeliger worden voor binnenvallend licht. Dit zou compenseren voor de extreem kleine larvenoogjes. Ook zijn de reflectoren mogelijk een voorloper van het zogeheten tapetum lucidum , een lichtreflecterende laag van cellen direct achter het netvlies die het oog in staat stelt beter te zien in het donker – cruciaal wanneer larven eenmaal hun volwassen stadium bereiken.
Verkooppraatje
‘Het is een prima en helder geschreven artikel’, oordeelt Doekele Stavenga, emeritus hoogleraar biofysica aan de Rijksuniversiteit Groningen en niet betrokken bij de studie. ‘Vooral het feit dat de oogreflectoren zich dynamisch aanpassen, afhankelijk van de wisselende omgevingscondities, is voor mij echt nieuw. Aan de andere kant is het ook niet heel verrassend: we kennen in de natuur tal van vergelijkbare reflectiesystemen om predatie te voorkomen, waaronder in de ogen van motten. Hoewel toepassingen in de nanotechnologie op basis van dit soort ontdekkingen op termijn best reëel zijn, wordt het in dit artikel helaas wel iets teveel als een verkooppraatje gebracht – eigenlijk zoals dat tegenwoordig heel vaak in artikelen gebeurt.’