Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной

Ихтиологи описали первый известный случай биофлуоресценции у глубоководных удильщиков. Оказалось, что в основании светящейся приманки у самок Himantolophus sagamius есть узор из пятен, которые флуоресцируют зеленым в ответ на облучение синим светом. Исследователи полагают, что комбинация биолюминесценции и биофлуоресценции делает приманку удильщиков более привлекательной для добычи и самцов. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Journal of Fish Biology.

Многие глубоководные рыбы обзавелись биолюминсцентными органами, свечение которых помогает им приманивать добычу, общаться с сородичами, находить партнеров и сбивать с толку хищников. Среди них есть как мелкие виды, например, светящиеся анчоусы (Myctophidae), так и настоящие гиганты — почти двухметровые черные акулы (Dalatias licha). Однако самые известные обладатели светящихся органов среди рыб — это глубоководные удильщики (Ceratioidei). У самок большинства представителей данной группы первый луч спинного плавника превратился в гибкое удилище-иллиций с биолюминесцентной приманкой — так называемой эской — на конце. С ее помощью удильщики приманивают жертв прямо ко рту и с легкостью заглатывают.

Биолюминесценция имеет химическую природу. Однако, похоже, что это не единственный вид свечения, доступный глубоководным удильщикам. К такому выводу пришли ихтиологи Уильям Лудт (William B. Ludt) и Тодд Клэрди (Todd R. Clardy) из Лос-Анджелесского музея естественной истории. Исследователям выпала редкая возможность изучить свежий экземпляр тихоокеанского удильщика Himantolophus sagamius — вида, который обитает на севере и востоке Тихого океана и держится на глубинах более 900 метров. В мае 2021 года погибшую самку H. sagamius вынесло на побережье Калифорнии, где ее обнаружили сотрудники парка Кристал-Коув. В конце концов необычную рыбу доставили в музей.

Перед обработкой удильщика для музейной коллекции Лудт и Клэрди сфотографировали его — в том числе в лучах лампы, возбуждающей флуоресцентные белки. Так им удалось выяснить, что в основании приманки-эски есть узор из мелких пятен, которые слабо флуоресцируют зеленым под воздействием синего света с длиной волны 440–460 нанометров (сама эска также флуорецсирует, однако это может быть связано с автофлуоресценцией оставшихся в ней биолюминесцентных соединений, а не с фактической флуоресценцией). Других источников флуоресцентного света на теле рыбы исследователи не обнаружили. По словам ученых, хотя флуоресценция довольно широко распространена среди рыб, особенно мелководных, для глубоководных удильщиков она описана впервые.

В основе флуоресценции лежит поглощение света с определенной длиной волны и его излучение на большей длине волны, но с меньшей энергией. Чтобы этот процесс шел на больших глубинах, куда не проникает или почти не проникает солнечный свет, необходим дополнительный источник света — например, биолюминесцентный орган. Впрочем, ученым известно лишь несколько видов подводных животных, которые одновременно используют биолюминесценцию и флуоресценцию. Так, фотофоры глубоководных рыб из рода Malacosteus вырабатывают синий свет, из-за которого особые участки на их морде флуоресцируют красным. Вероятно, красный свет помогает этим хищникам охотиться, ведь добыча его не видит. А у медуз Aequorea victoria синяя биолюминесценция заставляет флуоресцентные белки светиться зеленым.

Лудт и Клэрди предполагают, что света, вырабатываемого эской H. sagamius, должно быть достаточно, чтобы заставить флуоресцентные пятна в ее основании светиться. В результате внешний вид приманки становится более сложным и привлекательным для добычи. Кроме того, такая эска может повысить шансы H. sagamius на привлечения самцов, которые у этих рыб, в отличие от многих других удильщиков, не паразитируют на партнершах. У самих самцов при этом светящихся удочек нет. К сожалению, живых представителей данного вида ученые наблюдали лишь однажды, так что остается неясным, действительно ли их приманка испускает синий свет, длина которого необходима для флуоресценции участков в основании эски.

Интересно, что ранее ихтиологи обнаружили флуоресцирующую красным приманку у бородавчатой рыбы-клоуна Antennarius striatus, мелководного представителя отряда удильщиков (Lophiiformes) и дальнего родственника H. sagamius. Впрочем, Лудт и Кэрди полагают, что два этих вида приобрели флуоресцентные эски независимо друг от друга.

Глубоководным рыбам нужно не только приманивать жертв и партнеров, но и маскироваться. Для этого некоторые из них обзавелись сверхчерной кожей, которая поглощает большую часть падающего на нее света. Например, у удильщиков из рода Oneirodes отражательная способность кожи составляет 0,044 процента при длине световой волны 480 нанометров. При тестировании светом длиной от 350 до 700 нанометров кожа удильщиков в среднем отражает 0,051 процента падающего света. Это рекордно низкие значения.

Сергей Коленов