Hopeasilakan heijastus voi havaita valon muutoksia

Kuvittele hopeoitu kalaparvi välkkyen kuin peili ja jotenkin tietäen, milloin valo muuttuu. Vaikka se kuulostaa oudolta, juuri sitä jotkin trooppiset kalat saattavat tehdä.

Masakazu Iwasaka, monitieteellinen insinööri Hiroshiman yliopistosta, on vuosia seurannut, miten valo leikkii kalojen ruumiilla. Äskettäisessä esijulkaisussa hän kuvaa pieniä huokosia ja soluja sinikellertävän hopeasilakan (Hypoatherina tsurugae) ihossa, jotka eivät pelkästään heijasta fotoneja, vaan vaikuttavat reagoivan niihin.

Pigmentteihin verrattuna nämä kalat perustuvat iridoforeihin: ihosoluihin, jotka ovat täynnä guaniinikiteitä kerroksittain ja heijastavat sekä hajottavat valoa rakenteen eikä värimolekyylien avulla. Tulos ei ole maali vaan fysiikkaa, kulmien ja kerrosten muuttuvien aallonpituuksien synnyttämä metallinen hohto. Iwasaka kuitenkin havaitsi jotain odottamatonta. Tietyt alueet kalan selällä vaihtoivat kolmen näkyvän tilan välillä: pysyvästi kirkas, nopeasti kimalteleva ja hetkellisesti tumma. Muutokset tapahtuivat myös silloin kun kala pysyi täysin liikkumattomana.

Menetelmät, joilla iridoforit tarkastettiin aiemmassa kokeessa.

Hän testasi 22 luonnosta pyydettyä yksilöä akvaariokokeissa. Joitakin kaloja nukutettiin lyhyesti, jotta niiden ihoa voitiin tutkia mikroskoopilla samalla kun eri värisiä LED-valoja ja lasereita vietiin niiden yli. Tasaisella valkoisella lampulla heijastavat alueet pysyivät kirkkaina. Kun suora valonsäde katkaistiin, monet pisteet pimenivät lähes välittömästi ja palasivat sekunnin sisällä kirkkauteen. Sininen valo aiheutti voimakkaimman vaikutuksen; vihreä ja punainen olivat huomattavasti heikompi vaikutukseltaan.

Vaihtelut olivat nopeita. Niin nopeita, että yksinkertaisten fysikaalisten solunsisäisten järjestäytymisten pelkääminen ainoaksi selitykseksi on epätodennäköistä. Sen sijaan kuvio viittaa nopeampiin prosesseihin, ehkä ihon sisäiseen valonhavaitsemiseen tai jopa hermolliseen säätelyyn, joka modifioi heijastavia rakenteita. Iwasaka mainitsee opsiinit, samat valoa aistivat proteiinit, jotka toimivat eläinten verkkokalvoilla, mahdollisina tekijöinä, vaikkakaan hän ei tässä tutkimuksessa testannut niitä suoraan.

Tämä on käyttäytymistä optiikan ja biologian leikkauspisteessä: kiteet muuttavat tapaa, jolla ne palauttavat valoa, ympäristön mukaan. Voisiko kala käyttää tätä viestintään? Piiloutumiseen? Valon laadun aistimiseen matalissa rannikkovesissä? Kokeet eivät vastaa toiminnallisuuteen, ne paljastavat vain mahdollisuuden.

Tämä työ on bioRxivissa julkaistu esijulkaisu ja sitä ei ole vielä vertaisarvioitu; sen tuloksia tulee pitää alustavina.

Ovatko nämä kimaltelevat solut pelkkiä heijastimia, valolaitteita vai osa hermoverkkoa, on kysymys, johon tarvitaan molekyylisia koejärjestelyjä ja neurobiologiaa vastausta varten. Toistaiseksi hopeasilakan välke on saanut uuden mysteerin: se saattaa katsoa maailmaa takaisin omalla kiteisellä tavallaan.