Riff-Fluoreszenz und die Kunst des Fluo-Nachttauchgangs
Tauche nach Sonnenuntergang unter die Oberfläche, schalte deine gewöhnliche weiße Lampe aus, und das Riff scheint im Schwarz zu verschwinden. Dann hebst du eine blaue Anregungslampe, schiebst einen gelben Filter vor die Maske, und derselbe Korallenstock explodiert in elektrischem Grün, glühendem Orange und tiefem Rot. Am Riff selbst hat sich nichts verändert. Verändert hat sich die Wellenlänge des Lichts, das du darauf richtest, und die Tatsache, dass bestimmte Proteine im Korallengewebe diese blaue Energie leise in Farben umwandeln, die dein Auge endlich wahrnehmen kann.
Was Fluoreszenz wirklich ist
Fluoreszenz ist ein einfacher physikalischer Vorgang mit einer klaren Definition. Ein Molekül nimmt ein Photon vergleichsweise hoher Energie auf, was kurze Wellenlänge bedeutet, und gibt fast augenblicklich ein Photon niedrigerer Energie und längerer Wellenlänge wieder ab. Dieser Unterschied zwischen Eingang und Ausgang ist der Grund, warum blaues Anregungslicht ein Leuchten in Grün, Gelb, Orange oder Rot erzeugt und nicht noch mehr Blau. Der Vorgang endet in dem Moment, in dem du das anregende Licht wegnimmst.
Man sollte das von zwei Dingen unterscheiden, mit denen es oft verwechselt wird. Biolumineszenz ist Licht, das durch eine chemische Reaktion im Organismus entsteht und gar keine äußere Lichtquelle benötigt; ein Glühwürmchen oder ein Laternenfisch erzeugt sein Licht auf diese Weise selbst. Phosphoreszenz beschreibt eine verzögerte Nachleuchtung, die anhält, nachdem die Quelle erloschen ist, so wie manche nachleuchtenden Materialien weiterglimmen, wenn man die Lampe ausschaltet. Korallenfluoreszenz ist keines von beidem: Sie ist unmittelbar und besteht nur, solange deine blaue Lampe auf das Tier gerichtet ist. Sobald dein Strahl weiterwandert, verdunkelt sich dieser Fleck des Riffs wieder, und genau das macht das Führen der Lampe über die Korallen so fesselnd.
Die Proteine hinter dem Leuchten
Die Farben stammen von einer Familie fluoreszierender Proteine, die im Korallengewebe eingelagert sind. Sie sind Verwandte des grün fluoreszierenden Proteins, kurz GFP, das zuerst aus der Qualle Aequorea victoria gewonnen wurde. Dieses Molekül und die darauf aufbauende Forschung wurden 2008 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet, der an Osamu Shimomura, Martin Chalfie und Roger Tsien ging. Proteine vom GFP-Typ sind seither zu einem Grundpfeiler der Zellbiologie geworden, weil sie als leuchtende Marker das Verfolgen von Genen und Zellen ermöglichen.
In Korallen kommen diese Proteine in mehreren Varianten vor, die bei unterschiedlichen Wellenlängen abstrahlen, weshalb eine einzige Kolonie mehrere Farben zugleich zeigen kann. Grün sieht man am häufigsten, doch je nach Art und den vorhandenen Proteinen erscheinen auch Cyan, Gelb, Orange und Rot. Häufig sind die Farben ungleich über eine Kolonie verteilt, sodass Spitzen, Ränder und Mundöffnungen in anderen Tönen leuchten als das umgebende Gewebe. Neben den echten Fluoreszenzproteinen erzeugt das Chlorophyll ein eigenes tiefrotes Leuchten, sodass die symbiotischen Algen im Korallengewebe oft als matter roter Hintergrund unter den helleren Proteinfarben durchscheinen. Und die Korallen sind nicht allein: Auch manche Anemonen, bestimmte Fische und weitere Riffbewohner fluoreszieren, sodass ein Fluo-Tauchgang regelmäßig leuchtende Geschöpfe weit jenseits der Steinkorallen zutage fördert, wegen derer du gekommen bist.
Warum Korallen Fluoreszenzproteine bilden
Hier lautet die ehrliche Antwort, dass die Biologie über die Funktion noch streitet und diese Proteine vermutlich mehr als eine Aufgabe erfüllen. Eine führende Vermutung ist der Lichtschutz: Die Proteine könnten überschüssiges Licht aufnehmen oder streuen und so die Koralle und ihre symbiotischen Algen vor schädlicher Intensität in flachem, sonnendurchflutetem Wasser bewahren. Eine verwandte Überlegung geht in die Gegenrichtung und nimmt an, dass die Proteine bei schwachem Licht oder in größerer Tiefe das Licht in Wellenlängen verschieben, die die Algen für die Photosynthese wirksamer nutzen.
Weitere vorgeschlagene Rollen reichen von einer Wirkung als Antioxidans, das schädliche reaktive Moleküle abfängt, bis zur Beeinflussung der Beziehung zwischen Koralle und Algenpartner. Denkbar ist auch, dass unterschiedliche Arten und sogar einzelne Kolonien am selben Riff verschiedene Kombinationen dieser Aufgaben verfolgen, je nachdem, in welcher Tiefe und unter welchem Lichtregime sie leben. Da die Belege mehrere dieser Ideen zugleich stützen und keine vollständig, ist es die verantwortungsvolle Haltung, Fluoreszenz als ein wirklich vielseitiges Merkmal zu betrachten, dessen ganze Geschichte noch nicht geklärt ist. Misstraue jedem Guide, der dir einen einzigen sauberen Grund verspricht.
Die Optik eines Fluo-Tauchgangs
Um den Effekt unter Wasser zu sehen, muss ein Problem gelöst werden: Das fluoreszierende Leuchten ist schwach und wird von hellerem Licht derselben Farben leicht überdeckt. Deshalb findet das Fluo-Tauchen nachts statt, gelegentlich auch in stark beschatteten Überhängen, wo Sonnenlicht das Signal nicht überstrahlen kann.
Der Aufbau besteht aus zwei Teilen. Erstens einer Anregungsquelle, also einer Lampe, die ein schmales Band blauen Lichts abgibt, da Blau die meisten Fluoreszenzproteine der Korallen wirksam antreibt. Zweitens einem Sperrfilter, einer gelben Scheibe, die vor die Maske und vor jede Kamera gesetzt wird. Der Sperrfilter leistet die entscheidende Arbeit, indem er das zurückgeworfene blaue Licht blockiert und zugleich das ausgestrahlte, langwelligere Leuchten zum Auge durchlässt. Ohne den Filter siehst du überwiegend blaues Streulicht; mit ihm verschwindet dieses und nur die Fluoreszenz bleibt. Fotografen setzen aus genau demselben Grund einen passenden gelben Filter auf das Objektiv, damit auf dem Bild dieselbe leuchtende Wirkung erscheint, die das Auge hinter der Maske sieht.
Technik im Wasser
Ein Fluo-Tauchgang ist vor allem ein Nachttauchgang, also gelten die üblichen Regeln umso mehr und nicht weniger. Eine sichere Tarierung hält dich von zerbrechlichen Korallen fern, eine herkömmliche weiße Lampe bleibt eingeclippt und griffbereit als dein wichtigstes Mittel zur Orientierung und Verständigung, und du planst den Tauchgang nach derselben Gas-, Tiefen- und Buddy-Disziplin wie in jeder anderen Nacht.
Die Fluo-Ebene kommt obendrauf. Bewege dich langsam und gib deinen Augen Zeit, sich anzupassen, denn der Effekt ist zunächst zurückhaltend und wird umso lebendiger, je länger du die Dunkelheit wirken lässt. Führe das blaue Licht über das Riff und lass den Kontrast arbeiten: Eine Koralle, die im Weißlicht unscheinbar wirkt, kann unter Blau das hellste Objekt am Riff sein. Verändere Abstand und Winkel, denn das Leuchten kann beim Näherkommen deutlich zunehmen, und klappe den gelben Filter kurz auf die Stirn, um das gedämpfte blau beleuchtete Bild mit dem leuchtenden gefilterten zu vergleichen. Behalte die weiße Lampe zum Ablesen der Instrumente und zum Prüfen der Umgebung, und kehre dann zum Blau für das Schauspiel zurück. Berühre die Tiere niemals und dränge dich ihnen nicht auf, nur um besser zu sehen, und denke daran, dass ein nächtliches Riff voller Tiere ist, die ruhen oder fressen und in Ruhe gelassen werden wollen.
Vom Schauspiel zur Wissenschaft
Dasselbe Phänomen, das einen atemberaubenden Tauchgang ausmacht, ist zugleich ein Arbeitswerkzeug. Forscher nutzen die Fluoreszenz, um winzige Korallenrekruten aufzuspüren, die frisch angesiedelten Jungtiere, die im Weißlicht fast unsichtbar sind, unter Blau aber deutlich leuchten, was bei der Frage hilft, ob sich ein Riff erholt. Fluoreszenzmuster können außerdem Hinweise auf Zustand und Stress der Korallen tragen, sodass die Technik in die Überwachung der Riffgesundheit und die Erforschung der Korallenbleiche einfließt. Was du als Lichtspiel genießt, ist im Labor oder bei einer Kartierung ein durchaus ernsthafter Weg, das Riff zu lesen.
Auf der Karte
Wenn du einen Fluo-Nachttauchgang planen möchtest, beginne damit, die Riffe und Tauchplätze in deiner Nähe zu finden und zu prüfen, welche Anbieter geführte Nachttauchgänge anbieten. Durchstöbere die Karte, um korallenreiche Plätze zu finden, Regionen zu vergleichen und die Orte zu markieren, die du im Dunkeln besuchen willst. Das Riff, das du bei Tageslicht ein Dutzend Mal durchschwommen hast, wird zu einer anderen Welt, sobald du das blaue Licht mit hinabnimmst.