(aus Marcillac et al., J.R. Soc. Interface, 2021) Vor kurzem haben wir erfahren, dass die Welt ein viel ... strahlenderer Ort ist, als wir jemals vermutet hätten.
Es wurde festgestellt, dass immer mehr Landorganismen Biofluoreszenz aufweisen – ein sanftes, unheimliches, schönes Leuchten, das wir unter ultraviolettem Licht sehen können. Jetzt wurde das Leuchten an einem noch unerwarteteren Ort gefunden – in den segmentierten Nestern mehrerer asiatischer Wespenarten.
In unterschiedlichem Maße die architektonischen Stile mehrerer Arten der Gattung Polisten leuchten unter Schwarzlicht hellgrün, stark genug, um darauf hinzuweisen, dass die Fluoreszenz eine Funktion hat, auch wenn die Wespen selbst keine Anzeichen von Strahlung zeigen.
Diese Besonderheit könnte Wissenschaftlern helfen herauszufinden, warum die Nester leuchten – und könnte auch dabei helfen, eine neue biofluoreszierende Verbindung wie das zu identifizieren grün fluoreszierendes Protein Aus Quallen gewonnener Marker, der für die biologische Wissenschaft so wichtig geworden ist.
Die Arbeit wurde gemeinsam vom Chemiker Bernd Schöllhorn von der Universität Paris in Frankreich und dem Physiker Serge Berthier von der Universität Sorbonne geleitet; Das Team hoffte, noch mehr terrestrische Biofluoreszenz zu entdecken.
„Am Anfang suchte ich nach stark fluoreszierenden Tieren in den tropischen Regenwäldern“, sagte er zu Energyeffic. „Ich persönlich war sehr optimistisch, interessante Organismen zu finden, da dieser Aspekt noch immer wenig erforscht ist.“
Von Biofluoreszenz spricht man, wenn ein lebender Organismus oder eine Biomaterie Licht absorbiert und es bei einer anderen Wellenlänge wieder abgibt. Damit ein Mensch diesen Effekt sehen kann, muss der Organismus von einer externen Lichtquelle, beispielsweise UV-Licht, beleuchtet werden. Es wurde bei einer Reihe von Arten dokumentiert, überwiegend marin - eigentlich mit ziemlich großem Abstand.
Andere Organismen, die biofluoreszieren, sind Frösche, Skorpione, Chamäleons , Schildkröten , und, wie kürzlich eine große Überraschungsentdeckung war, australische Beuteltiere wie Wombats und Schnabeltiere. Wer weiß, was sonst noch da draußen sein könnte, das heimlich im Dunkeln fluoresziert?
Das ist die Frage, die das französische und vietnamesische Team beantworten wollte – und sie fanden sie in den Nestern von vier Arten, die während unerschrockener nächtlicher Streifzüge in die feuchten Tropenwälder Nordvietnams gefunden wurden: Polistes brunetus , P. lepcha , P. japonicus und einer unbekannt Polisten Spezies.
Bilder von fluoreszierenden Wespennestern. (aus Marcillac et al., J.R. Soc. Interface, 2021)
„Sichtbare Fluoreszenz lässt sich am besten nachts erkennen, was bei den Exkursionen für etwas Adrenalin sorgt“, sagte Schöllhorn.
„Man muss erfahren und vorsichtig sein, da viele Arthropoden und Reptilien potenziell gefährlich sein können, darunter auch die Hornissen (Wespen) selbst, je nach Art und Situation.“
Das Team verglich seinen Fund mit zwei Polisten Arten aus anderen Teilen der Welt: P. canadensis aus Französisch-Guyana und P. gallicus aus Südfrankreich, die beide im Vergleich zu den vietnamesischen Wespen nur schwach fluoreszierten.
Ein P. brunetus-Nest unter weißem (links) und UV-Licht (rechts). (de Marcillac et al., J. R. Soc. Interface, 2021)
„Die vietnamesischen Nester in dieser Arbeit konnten dank ihrer inhärenten und starken grünlich-gelben Fluoreszenz mit Hilfe tragbarer UV-LED-Taschenlampen nachts entdeckt werden.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„In der natürlichen Umgebung kann die starke Fluoreszenz je nach Art, Nestgröße und Leistung der UV-Taschenlampe in einer Entfernung von 5 bis 20 Metern [16 bis 65 Fuß] leicht mit bloßem Auge beobachtet werden.“
Besonders hervorzuheben waren die Kokonkappen, die an allen Nestern am hellsten leuchteten. Die Mikroskopie zeigte Fluoreszenz, die speziell in den Seidenfasern vorhanden war, was darauf hindeutet, dass Fluorophore – d. h. fluoreszierende chemische Verbindungen - sind wahrscheinlich im von den Wespen produzierten Seidenprotein enthalten.
Der Spektralbereich der Fluoreszenzemission liegt im allgemeinen Bereich der Wespensicht, obwohl das Team die Sehkraft dieser bestimmten Arten nicht untersucht hat. Wenn Wespen das grüne Leuchten sehen können, könnte das bedeuten, dass die Nester biofluoreszieren, damit die Wespen ihre Behausungen erkennen können (das ist möglicherweise nicht der Fall – zwei Arten zeigten sehr ähnliche Fluoreszenzprofile).
Es gibt jedoch noch eine andere verlockende Möglichkeit: dass die Fluoreszenz ein Mittel ist, um sich entwickelnde Puppen vor ultravioletter Strahlung zu schützen. Das einfallende Licht wird abgefangen und in harmloses optisches Licht umgewandelt, das dann wieder ausgesendet wird. Da die Puppenentwicklung vom Tag-Nacht-Zyklus abhängt, könnte die Biofluoreszenz diese Funktion übernehmen und gleichzeitig unschädliches Licht durch die Kokonmembran dringen lassen.
Das Team arbeitet daran, andere Arten derselben Gattung zu untersuchen, um herauszufinden, wie sich die Biofluoreszenz je nach Region unterscheidet. Und natürlich arbeiten sie jetzt daran, die fluoreszierende Verbindung in der Wespenseide zu identifizieren, in der Hoffnung, eine neue Biofluoreszenzquelle für die biomedizinische Forschung zu entdecken.
„Am spannendsten finde ich sicherlich die Tatsache, dass ‚da draußen‘ im Wald noch eine Fülle unbekannter Phänomene darauf wartet, entdeckt zu werden“, sagte Schöllhorn.
Die Forschung wurde im veröffentlicht Zeitschrift der Royal Society Interface .