Die Insel der Wassergeister


Zauberhaft schön wirken die Buchten der Insel Puerto Rico unter klarem Sternenhimmel. Wir befinden uns in der Karibik. Weite Strände, sanftes Meeresrauschen, leichter Salz- und Tanggeruch würzen die warme Luft. Wogende Palmen laden zum Entspannen ein. Einzig das grünlich-blaue Flimmern im sich sanft kräuselnden Wasser scheint dem Traum ein wenig entrückt zu sein. Schemenhaft, wie Geister, bewegen sich leuchtende Punkte, Fäden, ja sogar ganze Körper unter der Wasseroberfläche. Manchmal sieht man, wie sie nach Fischen greifen, regelrecht versuchen sie einzufangen. Wer vermutet da nicht den Beginn eines Piraten- oder Geisterfilms?

Die Wahrheit hinter der Szenerie ist noch viel spannender. Die biolumineszierenden Buchten von Puerto Rico sind eine wahrhaft spektakuläre Kuriosität der Natur. Doch wie ist es möglich, dass Wasser derart leuchten kann? Hat hier jemand heimlich seinen Atommüll ausgekippt?

Natürlich nicht! Verantwortlich für dieses Leuchten ist der einzellige, planktonische Dinoflagellat Pyrodinium bahamense var. bahamense, der bei Bewegung ein weiches, biochemisch erzeugtes Licht abgibt. Um genau zu sein, ist es eine Ansammlung von vielen Millionen bis Milliarden dieser ellipsoiden Dinoflagellaten, welche  die Buchten so ungewöhnlich erhellen.

Biolumineszens ist bei ozeanischen Organismen sehr weit verbreitet. Ähnlich wie bei unseren einheimischen Glühwürmchen kann das Leuchten z.B. dazu dienen, Sexualpartner anzuziehen, Räubern zu entkommen oder, wie im Fall des Tiefseeanglerfisches, Beutetiere anzulocken. Die Art und Weise, wie dieses Licht generiert wird, ist sehr unterschiedlich. Grundsätzlich gibt es Organismen, die, wie Pyrodinium oder unsere heimischen Großen Glühwürmchen, selbst in der Lage sind, das Licht zu genieren (primäres Leuchten) und Organismen, die sich wie der Anglerfisch der Symbiose z.B. mit Mikroorganismen bedienen (sekundärs Leuchten).

Es gibt bisher drei bis vier bekannte chemische Möglichkeiten ein Leuchten zu erzeugen. Der generelle Mechanismus hinter der Biolumineszenz ist eine Redoxreaktion, bei der ein energetisch angeregtes Molekül nach der Relaxierung auf sein energetisch niedrigeres Grund-Niveau ein sichtbares Photon abgibt. P. bahamense nutzt die exergone Oxidation von Luciferinen (photogene Proteine) mit Sauerstoff, die mittels sogenannter Luciferasen enzymatisch katalysiert werden. Die kurzzeitig entstehenden Dioxetane zerfallen unter Abgabe von Kohlenstoffdioxid, wobei die gespeicherte Energie als Lichtquanten freigegeben wird. Viola, es leuchtet.

Luciferine und Luciferasen sind art- oder organismengruppenabhängig. Demnach spricht man im Fall von P. bahamense von Dinoflagellaten-Luciferine bzw. – Luciferasen. Der Grund warum das Leuchten hier so unnatürlich blau-grün erscheint, ist relativ plausibel. Der Wellenlängenbereich liegt zwischen 440 und 520 nm, also sichtbar blau-grün, und ist deshalb so weit in den Ozeanen verbreitet, weil diese Wellen im Vergleich zu dem längerwelligen Gelb-oder Rotlicht am schnellsten durch das salzhaltige Meerwasser gelangen können.

Grundsätzlich ist Pyrodinium weit verbreitet. Auf den Bahamas wurde es 1906 als erstes entdeckt und beschrieben. Der Grund, warum die Dinoflagellat insbesondere vor Puerto Rico so große Aufmerksamkeit erhält, ist vorallem die gute Erreichbarkeit und die touristische Attraktivität.

So faszinierend P. bahamense auch erscheint, haftet ihm dennoch etwas wirklich Gespenstisches an. Denn die P.bahamense-Variation. compressumm, die an den Küsten Südostasiens und im pazifischen Ozean Zentralamerikas vorkommt, ist giftig. Die Variation bahamense es nicht grundsätzlich giftig, kann es nach neuesten Erkenntnissen aber auch werden. Beide sind in der Lage, sogenannte Muschel-paralysierende Toxine („paralytic shellfish poisoning toxic“) zu produzieren, was im Fall der Variation compresum 1972 in Papua-Neuginea zu einem großen Muschelsterben geführt hat.

Bis heute sind die Toxine der Dinoflagellaten gefürchtet, da sie sich nicht nur auf die Muscheln selbst, sondern ebenso auf alle Muschel-verzehrenden Lebewesen auswirken. Glücklicherweise gab es bisher durch die Variation bahamanse noch kein derartiges Muschelsterben.

Wer von euch (so wie ich) jetzt das Bedürfnis verspürt, in der Karibik zu verweilen, um sich die leuchtenden Buchten von Puerto Rico anzuschauen, der kann für diesen einen Moment einfach hier klicken:

Referenzen

Figueroa, B. M. S. (2008) Bioluminescence Levels and Dinoflagellates Abundances at the Bioluminescent Bay Puerto Mosquito, Vieques, PR.

Usup, G., Ahmad, A., Matsuoka, K., Lim, P. T., & Leaw, C. P. (2012). Biology, ecology and bloom dynamics of the toxic marine dinoflagellate Pyrodinium bahamense. Harmful Algae, 14, 301-312.

Widder, EA. (2010): Bioluminescence in the ocean: origins of biological, chemical, and ecological diversity. In: Science 328(5979); 704–708

Bildreferenzen

Abb.1 Pyrodinium bahamense imaged with an electron microscope. CSIRO; CSIRO ScienceImage 7608 Pyrodinium.jpg (2008) CC BY 3.0

Ein Kommentar Gib deinen ab

  1. Scampie_Joe sagt:

    Hi,

    es wäre schön wenn du die Referenzen irgendwie in den Text mit einarbeiten könntest, „Bis 2002 dachte man, dass nur die Variation compressum giftig sei, bis man herausfand, dass auch die Variation bahamense giftig werden kann.“-> Welche der drei genannten Referenzen beschreibt dies?

    und man braucht nicht unbedingt nach Puerto Rico zu reisen um Meeresleuchten zu beobachten, Nordsee reicht aus 😉

    Gefällt 1 Person

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