Revens fluorescens och konsten att göra ett fluodyk på natten
Sjunk under ytan efter solnedgången, släck din vanliga vita lampa, och revet tycks försvinna in i mörkret. Sedan lyfter du en blå excitationslampa, skjuter ett gult filter framför masken, och samma korallkoloni exploderar i elektriskt grönt, glödande orange och djupt rött. Ingenting på själva revet har förändrats. Det som har ändrats är våglängden på ljuset du riktar mot det, och det faktum att vissa proteiner inne i korallvävnaden i det tysta omvandlar den blå energin till färger som ditt öga äntligen kan uppfatta.
Vad fluorescens egentligen är
Fluorescens är ett enkelt fysikaliskt förlopp med en tydlig definition. En molekyl tar upp en foton med förhållandevis hög energi, vilket betyder kort våglängd, och sänder nästan omedelbart ut en foton med lägre energi och längre våglängd. Det är just denna skillnad mellan det som går in och det som kommer ut som förklarar varför blått excitationsljus ger ett grönt, gult, orange eller rött sken i stället för ännu mer blått. Förloppet upphör i samma ögonblick som du tar bort det exciterande ljuset.
Det är värt att skilja detta från två saker som det ofta förväxlas med. Bioluminescens är ljus som skapas av en kemisk reaktion inuti organismen och som inte behöver någon yttre ljuskälla alls; en lysmask eller en lyktfisk skapar sitt ljus på det sättet själv. Fosforescens är i stället en fördröjd återutsändning som dröjer kvar efter att källan slocknat, på samma sätt som vissa efterlysande material fortsätter att glöda när man släcker lampan. Korallfluorescens är ingetdera: den är omedelbar och finns bara så länge din blå lampa är riktad mot djuret. I samma stund som din stråle vandrar vidare mörknar den fläcken av revet igen, och det är också det som gör det så hypnotiskt att svepa ljuset över korallerna.
Proteinerna bakom skenet
Färgerna kommer från en familj fluorescerande proteiner som är inbäddade i korallvävnaden. De är släktingar till det gröna fluorescerande proteinet, GFP, som först isolerades ur maneten Aequorea victoria. Den molekylen och forskningen som byggde vidare på den belönades med Nobelpriset i kemi 2008, som tilldelades Osamu Shimomura, Martin Chalfie och Roger Tsien, och proteiner av GFP-typ har sedan dess blivit en hörnsten i cellbiologin som lysande markörer för att spåra gener och celler.
Hos koraller förekommer dessa proteiner i flera varianter som strålar vid olika våglängder, vilket är skälet till att en enda koloni kan visa flera färger på en gång. Grönt ser man oftast, men beroende på art och vilka proteiner som finns dyker även cyan, gult, orange och rött upp. Ofta är färgerna ojämnt fördelade över en och samma koloni, så spetsar, kanter och munöppningar kan lysa i andra toner än den omgivande vävnaden. Vid sidan av de äkta fluorescerande proteinerna ger klorofyllet ett eget djuprött sken, så de symbiotiska alger som lever i korallvävnaden framträder ofta som en matt röd bakgrund under proteinernas klarare färger. Och korallerna är inte ensamma: även vissa anemoner, en del fiskar och andra revdjur fluorescerar, så ett fluodyk visar ofta fram lysande varelser långt bortom de stenkoraller du kommit för att se.
Varför koraller bildar fluorescerande proteiner
Här är det ärliga svaret att biologerna fortfarande tvistar om funktionen, och att dessa proteiner sannolikt fyller mer än en uppgift. En framträdande tanke är ljusskydd: proteinerna kan tänkas ta upp eller sprida överskottsljus och därmed skydda korallen och dess symbiotiska alger mot skadlig intensitet i grunt, solbelyst vatten. En besläktad idé pekar åt motsatt håll och antar att proteinerna i svagt ljus eller på större djup förskjuter ljuset mot våglängder som algerna utnyttjar mer effektivt för fotosyntesen.
Andra föreslagna roller sträcker sig från en verkan som antioxidant, som fångar upp skadliga reaktiva molekyler, till att påverka förhållandet mellan korallen och dess algpartner. Det är också tänkbart att olika arter, och till och med enskilda kolonier på samma rev, förenar dessa uppgifter på skilda sätt beroende på vilket djup och vilket ljus de lever i. Eftersom underlaget stöder flera av dessa idéer samtidigt utan att någon är fullständig, är den ansvarsfulla hållningen att betrakta fluorescensen som en verkligt mångsidig egenskap vars hela historia ännu inte är skriven. Var misstänksam mot varje guide som lovar dig ett enda prydligt skäl.
Optiken i ett fluodyk
För att se effekten under vattnet måste ett problem lösas: det fluorescerande skenet är svagt och dränks lätt av starkare ljus i samma färger. Därför görs fluodyk på natten, och ibland under starkt skuggade överhäng, där solljuset inte kan överrösta signalen.
Uppställningen har två delar. Först en excitationskälla, en lampa som avger ett smalt band av blått ljus, eftersom blått effektivt driver de flesta av korallernas fluorescerande proteiner. Sedan ett spärrfilter, en gul lins som sätts framför masken och framför varje kamera. Spärrfiltret utför det avgörande arbetet genom att blockera det reflekterade blå ljuset och samtidigt släppa fram det utsända, mer långvågiga skenet till ögat. Utan filtret ser du mest ett blått bländsken; med det försvinner bländningen och bara fluorescensen blir kvar. Fotografer monterar ett matchande gult filter på objektivet av precis samma skäl.
Tekniken i vattnet
Ett fluodyk är först och främst ett nattdyk, så de vanliga reglerna gäller i ännu högre grad, inte mindre. Säker avvägning håller dig borta från ömtåliga koraller, en vanlig vit lampa hänger inklippt och redo som ditt viktigaste medel för orientering och signalering, och du planerar dyket efter samma gas-, djup- och parkamratsdisciplin som du skulle använda vilken natt som helst.
Fluoskiktet läggs ovanpå detta. Rör dig långsamt och ge ögonen tid att ställa om sig, för effekten är återhållsam till en början och blir desto mer levande ju längre du låter mörkret lägga sig. Svep det blå ljuset över revet och låt kontrasten göra jobbet: en korall som ser oansenlig ut i vitt ljus kan vara det ljusstarkaste föremålet på revet under blått. Variera avstånd och vinkel, för skenet kan förstärkas kraftigt när du kommer närmare, och fäll upp det gula filtret på pannan ett ögonblick för att jämföra den dämpade blålysta scenen med den lysande filtrerade. Behåll den vita lampan för att läsa av instrument och kontrollera omgivningen, och återvänd sedan till det blå för föreställningen. Rör aldrig djuren och trängs inte inpå dem bara för att se bättre, och kom ihåg att ett nattligt rev är fullt av djur som vilar eller äter och förtjänar att lämnas ostörda.
Från skådespel till vetenskap
Samma fenomen som ger ett hisnande dyk är också ett arbetsredskap. Forskare använder fluorescensen för att hitta pyttesmå korallrekryter, de nyss bosatta ungarna som är nästan osynliga i vitt ljus men lyser tydligt under blått, vilket hjälper till att bedöma om ett rev återhämtar sig. Fluorescensmönster kan dessutom bära information om korallernas tillstånd och stress, så tekniken göder övervakningen av revens hälsa och studiet av korallblekning. Det du njuter av som ett ljusspel är, i ett laboratorium eller vid en kartläggning, ett fullt seriöst sätt att läsa revet.
På kartan
Vill du planera ett fluodyk på natten börjar du med att hitta reven och dykplatserna nära dig och se efter vilka aktörer som erbjuder guidade nattdyk. Bläddra i kartan för att lokalisera korallrika platser, jämföra regioner och märka ut de ställen du vill besöka i mörkret. Revet som du simmat över ett dussin gånger i dagsljus blir en helt annan värld så snart du tar med dig det blå ljuset ner på djupet.