Anzeige
Many longtime sailors have been mesmerized by the dazzling displays of green light often seen below the ocean surface in tropical seas. Now researchers at Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego have uncovered key clues about the bioluminescent worms that produce the green glow and the biological mechanisms behind their light production.
Marine fireworms use bioluminescence to attract suitors in an undersea mating ritual. Research conducted by Scripps marine biologists Dimitri Deheyn and Michael Latz reveals that the worms also may use the light as a defensive measure. The report, published as the cover story of the current issue of the journal Invertebrate Biology, provides insights into the function of fireworm bioluminescence and moves scientists closer to identifying the molecular basis of the light.
"This is another step toward understanding the biology of the bioluminescence in fireworms, and it also brings us closer to isolating the protein that produces the light," said Deheyn, a scientist in the Marine Biology Research Division at Scripps. "If we understand how it is possible to keep light so stable for such a long time, it would provide opportunities to use that protein or reaction in biomedical, bioengineering and other fields-the same way other proteins have been used."
The fireworms used in the study (Odontosyllis phosphorea) are seafloor-dwelling animals that inhabit tropical and sub-tropical shallow coastal areas. During summer reproductive events known as "swarming," females secrete a luminous green mucus-which often draws the attention of human seafarers-before releasing gametes into the water. The bright glow attracts male fireworms, which also release gametes into the bright green cloud.
The precisely timed bioluminescent displays have been tracked like clockwork in Southern California, the Caribbean and Japan, peaking one to two days before each quarter moon phase, 30 to 40 minutes after sunset and lasting approximately 20 to 30 minutes.
Deheyn and Latz collected hundreds of specimens from San Diego's Mission Bay for their study, allowing them to not only examine live organisms but also produce the fireworms' luminous mucus for the first time in an experimental setting. The achievement provided a unique perspective and framework for examining the biology behind the worm's bioluminescent system.
A central finding described in the Invertebrate Biology paper is that the fireworms' bioluminescent light appears to play a role beyond attracting mates. The researchers found that juveniles produce bioluminescence as flashes, leading to a determination that the light also may serve as a defensive mechanism, intended to distract predators.
Through experiments that included hot and cold testing and oxygen depletion studies, Deheyn and Latz found that the bioluminescence is active in temperatures as low as minus 20 degrees Celsius (minus 4 degrees Fahrenheit). Higher temperatures, however, caused the bioluminescence to decay rapidly. The light also proved resilient in settings of low oxygen levels.
Based on these tests, the researchers believe the chemical process responsible for the bioluminescence may involve a specific light-producing protein-also called a "photoprotein." Further identification and isolation will be pursued in future studies.
"We were inspired by the work of earlier researchers who had studied the chemistry of fireworm bioluminescence, including Osamu Shimomura, one of the winners of the 2008 Nobel Prize in Chemistry for his discovery of green fluorescent protein from the jellyfish luminescent system," said Latz. "This new study showed that the fireworm bioluminescence also involves green fluorescence, originating from the oxidation product of the luminescent reaction."
The study was supported by a grant from the Air Force Office of Scientific Research's Biomimetics, Biomaterials and Biointerfacial Sciences program.
Mario Aguilera | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.ucsd.edu
scrippsnews.ucsd.edu/Releases/?releaseID=970
Weitere Berichte zu: biological mechanism > bioluminescent worms > green glow > Green IT > green light > male fireworms > Marine fireworms > Mysterious Green Glow of the Sea > ocean surface > Odontosyllis phosphorea > sub-tropical shallow coastal areas > synthetic biology > tropical seas > worm's bioluminescent system > worm's brilliant bioluminescent light
Bullfrogs may help spread deadly amphibian fungus, but also die from it
18.06.2013 | Oregon State University
Study of Oceans’ Past Raises Worries About Their Future
18.06.2013 | McGill University
Die europäischen Länder haben sich verpflichtet, die CO2-Emissionen zu reduzieren. Im Bereich der Individualtransportsysteme bieten rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge – gefahren mit regenerativ erzeugtem Strom – eine Chance dafür.
Eine der großen Herausforderungen hin zur Elektromobilität ist die Batterie. Noch ist die Reichweite gering und das Gewicht hoch. Aufgrund der niedrigen Energiedichte werden die Batteriepakete auch in den nächsten Jahren noch groß und schwer sein, selbst wenn bei den Li-Ionen-Zellen die erhofften weiteren Fortschritte erzielt werden. Neue Werkstoffkonzepte zur ...
Derzeit laufen am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF die 16. IFF-Wissenschaftstage. Mit der 10. Fachtagung »Digital Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme« liegt einer der Schwerpunkte auf den neuesten Digital-Engineering-Technologien.
Digital Engineering bietet alle Möglichkeiten, um heute schneller von der Idee zum fertigen Produkt zu gelangen. »Vor allem in der Planungs- und in der Entwurfsphase ist das Digital Engineering fest etabliert«, erklärt Professor Michael Schenk, Institutsleiter des Fraunhofer IFF.
»Doch darüber hinaus ist die technologiebasierte Qualifizierung als ein zentraler Baustein ...
Einige Pestizide, die derzeit in Europa und Australien im Einsatz sind, können die regionale Artenvielfalt von wirbellosen Tieren in Fließgewässern um bis zu 42 Prozent reduzieren. Das berichten Forscher in den “Proceedings” der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS).
Mikhail A. Beketov und Matthias Liess vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig analysierten gemeinsam mit Ben Kefford von der Technischen Universität Sydney und Ralf B. Schäfer vom Institut für Umweltwissenschaften Landau die Auswirkungen von Pestiziden wie Insektiziden und Fungiziden auf den regionalen Artenreichtum von Wirbellosen in Fließgewässern und verwendeten ...
Forschungszentrum Jülich und IBM nehmen Auszeichnung auf ISC-Konferenz entgegen
Der Jülicher Superrechner JUQUEEN ist erneut der leistungsstärkste Supercomputer Europas. Auf der heute erschienenen TOP500 – eine Liste der schnellsten Supercomputer der Welt – belegt das Blue Gene/Q-System von IBM den siebten Platz.
Das Forschungszentrum Jülich als Betreiber und IBM als Hersteller nahmen die Auszeichnung auf der International Supercomputing Conference ...
Moderne Kommunikationstechnologie basiert darauf, dass Lichtimpulse durch Glasfaserkabel übertragen werden.
An die Stelle von Lichtimpulsen, die aus „Bündeln“ von Lichtteilchen bestehen, sollen in Zukunft einzelne Lichtteilchen als Informationsträger treten – was unter anderem eine vollständig abhörsichere Datenübertragung in der Quantenkommunikation ermöglicht.
Derzeit arbeiten Forscher an alltagstauglichen Lichtquellen, die einzelne Photonen emittieren. Physiker um Professor Christoph Becher von der Saar-Uni nutzen ...
Anzeige
Anzeige

74 ExpertInnen über den Klimawandel in Mitteleuropa
18.06.2013 | Geowissenschaften
Erste Ergebnisse der PV Durability Initiative
18.06.2013 | Energie und Elektrotechnik
Eine neue Generation von Wrap-Folien: 3M Envision Print Wrap Folie 480Cv3
18.06.2013 | Materialwissenschaften
4. Berliner Gespräche zu Internet und Gesellschaft
18.06.2013 | Veranstaltungsnachrichten
Die KIT-Gründerschmiede wird angefeuert
18.06.2013 | Veranstaltungsnachrichten
Cholesterin - Zuviel macht schon Kinder krank!
18.06.2013 | Veranstaltungsnachrichten