De ultrazwarte vissen blijven onzichtbaar in het licht dat roofdieren in de diepzee uitzenden. Zo lopen ze minder risico om prooi te worden. Zelfs in helder licht lijkt de vis slechts een silhouet te zijn.

Onderzoeker Karen Osborn, verbonden aan Smithsonian’s National Museum of Natural History, was enige tijd geleden met collega’s op jacht naar diepzeevissen.

En met succes. Met behulp van sleepnetten haalden ze verschillende donkere diepzeevissen boven, die Osborn vervolgens in haar enthousiasme wilde fotograferen. Maar hoe ze ook haar best deed, het lukte haar maar niet om details in de vissenhuid vast te leggen.

“Hat maakte niet uit hoe je de camera of belichting afstelde – ze zogen gewoon al het licht op,” zo vertelt Osborn.

Ultra-zwart

Het intrigeerde haar en samen met collega’s besloot ze de diepzeevissen eens nader onder de loep te nemen.

Metingen in het laboratorium wijzen nu uit waarom het maar niet lukte om de vissen goed op de foto te zetten. Veel diepzeevissen blijken namelijk meer dan 99,5 procent van het licht dat hun oppervlak aantikt, te absorberen. En daardoor ogen ze zelfs in helder licht als silhouetten; details zijn niet te zien.

De vissen zijn ultra-zwart. Zwarter dan een nieuwe autoband. Zwarter dan een zwart vel papier.

Camouflage

De ultra-zwarte vissenhuid komt de vissen diep in de oceaan uitstekend van pas. Omdat zonlicht slechts tot enkele honderden meters onder de zeespiegel reikt, is het in het leefgebied van de diepzeevissen pikdonker.

Om toch wat te zien – of zelf gezien te worden – zorgen veel organismen middels bioluminescentie zelf voor licht. Met dat zelfgeproduceerde licht trekken ze potentiële partners aan, leiden ze roofdieren om de tuin of lokken ze prooien naar zich toe.

Maar dat licht kan ook op dieren in de omgeving vallen, die daardoor tegen wil en dank ook goed zichtbaar zijn. Tenzij die dieren een goede camouflagetechniek hebben. En dat hebben deze ultra-zwarte diepzeevissen dus.

“Als je op wil gaan in het oneindige zwart van je omgeving is het opzuigen van elke foton (lichtdeeltje, red.) dat je raakt, een geweldige manier om dat te doen,” merkt Osborn op.

Een ultra-zwarte diepzeevis, behorende tot de soort Anoplogaster cornuta. Dezelfde vis zie je helemaal bovenaan dit artikel. Afbeelding: Karen Osborn, Smithsonian.

Licht kan niet ontsnappen

Laboratoriumonderzoek geeft ook meer duidelijkheid over hoe de vissen deze ultra-zwarte kleur verkrijgen. Het is te danken aan melanine, hetzelfde pigment dat onze huid kleurt en beschermt tegen zonlicht. De diepzeevissen blijken niet alleen heel veel van dit pigment te hebben.

Het pigment blijkt ook nog eens op een unieke manier in de huid verspreid te zijn. Melanosomen – met melanine gevulde delen van huidcellen – liggen dicht op elkaar gepakt en vormen samen dicht tegen het oppervlak van de huid een laag waar licht eigenlijk niet aan ontsnappen kan.

Want de omvang en vorm van de melanosomen en de manier waarop ze geschikt zijn, zorgt ervoor dat al het licht dat ze niet direct absorberen, naar nabijgelegen melanosomen wordt gestuurd, die het dan alsnog op kunnen nemen.

“Wat de diepzeevissen in feite hebben, is een super-efficiënte, superdunne val voor licht,” stelt Osborn. “Licht kaatst niet terug, licht gaat er niet doorheen, het verdwijnt gewoon in deze laag en het is weg.”

Zestien soorten

Dat deze aanpak werkt, blijkt wel uit het feit dat Osborn en collega’s maar liefst zestien verschillende soorten diepzeevissen hebben gevonden die ultra-zwart zijn. Het meest succesvolle exemplaar was een kleine vinarmige die slechts 0,04%(!) van het licht reflecteerde.

De zestien soorten zijn overigens slechts heel in de verte aan elkaar verwant, wat erop wijst dat de ultra-zwarte oppervlakken meer dan eens in verschillende takken van de stamboom van vissen geëvolueerd is.

Hier zie je nog een ultra-zwarte diepzeevis, behorende tot de soort Idiacanthus antrostomus. Het is de op één na zwartste vis die de onderzoekers in hun studie hebben onderzocht. Om de vis – en ook details op de vissenhuid – vast te kunnen leggen, moest Osborn ver gaan, zo vertelt ze desgevraagd aan Scientias.nl. “Deze twee vissen (de vis op de foto hierboven en de vis op de foto boven aan dit artikel, red.) zijn de enige twee vissen waarbij ik genoeg tijd en geduld had om voldoende verschillende belichtingen te proberen en de details vast te leggen. Het is echt een kwestie van heel veel licht gebruiken, heel veel verschillende hoeken en instellingen proberen om die details te pakken te krijgen.” En vervolgens heeft ze ook nog geprobeerd de foto’s na te bewerken om zo zoveel mogelijk details naar voren te halen. “En zelfs dat werkte zelden.” Afbeelding: Karen Osborn, Smithsonian.

Vogels

Diepzeevissen zijn niet de enigen die over ultra-zwarte oppervlakken beschikken. Eerder zijn bij enkele vogels bijvoorbeeld ook al ultra-zwarte veren aangetroffen.

Vaak liggen ze naast gekleurde veren die door het ultra-zwart nog levendiger van kleur lijken. Maar waar deze dieren de ultra-zwarte kleur verkrijgen door een combinatie van melanine en structuren – een soort kleine buisjes bijvoorbeeld – die eventueel ontsnappend licht nog op kunnen vangen, pakken de diepzeevissen het in hun unieke omgeving dus iets anders aan.

“Dit is het enige systeem dat we kennen waarbij alleen het pigment zelf gebruikt wordt om controle te krijgen over licht dat in eerste instantie niet geabsorbeerd is,” stelt Osborn.

Het onderzoek geeft niet alleen meer inzicht in het leven in de diepzee en de unieke aanpassingen die sommige soorten hebben ondergaan om er hier een succes van te maken.

Mogelijk kunnen we ook nog iets van deze vissen leren en de manier waarop zij ultra-zwarte oppervlakken creëeren nabootsen om zelf ultra-zwarte objecten te maken die bijvoorbeeld van pas komen in gevoelige optische apparatuur, zoals telescopen of camera’s.

Nu wordt er bij het produceren van ultra-zwarte materialen vaak nog gebruik gemaakt van de strategie die ook vogels met hun ultra-zwarte veren gebruiken. Maar dat kan wellicht beter.

“In plaats van een soort structuur te bouwen die het licht vangt, kun je door absorberende pigmenten met de juiste omvang en vorm te maken wellicht dezelfde absorptie bereiken, maar dan een stuk goedkoper.”

Bron: Scientias