We hebben allemaal gehoord van inktvissen en octopussen die pigmenten gebruiken om op te gaan in hun omgeving, maar hoe zit het met volledig onzichtbaar worden? Om werkelijk doorzichtig te worden en te lijken alsof je er niet bent, moet je ofwel licht ongehinderd door je heen laten reizen, of licht om je heen buigen – zodat het niet naar een waarnemer terugkaatst. Het is een lastige taak, maar sommige dieren zijn er bijna.
Glasoctopus
In de oceaan hebben dieren twee keuzes als ze zich willen verbergen. Wezens die in de diepe oceaan dicht bij de zeebodem leven, kunnen zich mengen met zand of rotsen, of zich verstoppen in koraal. In de diepe oceaan is het vaak pikdonker en hebben roofdieren geen ogen, dus onzichtbaar zijn is niet nodig.
Dieren die dicht bij de oppervlakte leven en zich willen verbergen, kunnen verblindende lichtschijnsels produceren in een proces dat bekend staat als bioluminescentie, waardoor roofdieren beneden in verwarring worden gebracht, omdat ze denken dat ze kijken naar gevlekte zonnestralen die op het wateroppervlak schijnen. Dieren die in het middenwater leven hebben echter geen van beide mogelijkheden. Dit gebied staat bekend als de pelagische zone, en het is toevallig ook de zone waar de meeste onzichtbare dieren leven.
De gemakkelijkste manier om onzichtbaar te worden is misschien wel door doorzichtig te zijn en het licht volledig door je heen te laten reizen. In open oceanen, waar geen structuren zijn om je achter te verschuilen, is doorzichtig zijn een geweldige manier om je vanuit alle gezichtspunten en hoeken te verbergen. Het is zelfs zo populair dat doorzichtigheid meerdere malen onafhankelijk van elkaar is geëvolueerd bij volkomen niet-verwante dieren.
Een zo’n dier, de glasoctopus (Vitreledonella richardi), wordt zo genoemd omdat hij bijna volledig doorzichtig is. Het geleiachtige wezen kan tot 45 cm groot worden, als je de tentakels meetelt. Het leeft 300-1000 m onder de oppervlakte in tropische en subtropische wateren over de hele wereld, en is bijna volledig onzichtbaar voor roofdieren, met uitzondering van zijn spijsverteringsstelsel, oogzenuwen en ogen.
Maar wat heeft het voor zin om je hele lichaam doorzichtig te maken, als de ogen en ingewanden nog steeds zichtbaar zijn? Erger nog, deze organen werpen schaduwen op de zeebodem, waardoor ze beter zichtbaar zijn voor roofdieren. Ogen moeten licht absorberen om te kunnen functioneren, dus kunnen ze niet doorzichtig zijn. Darmen verraden hun inhoud, dus tenzij een dier zich voedt met doorzichtig materiaal, zullen ze zichtbaar zijn. De octopus en alle andere doorzichtige wezens doen echter hun uiterste best om deze ondoorzichtige organen te verhullen. De glasoctopus (Vitreledonella richardi) bijvoorbeeld heeft zeer langwerpige ogen, waardoor zijn perifere gezichtsveld beperkt is, maar de schaduw die hij van onderen werpt minimaal is, zodat hij minder snel wordt opgemerkt door roofdieren die van onderen jagen. Er zijn ook aanwijzingen dat hij zijn lichaam zo oriënteert dat zijn schaduw minimaal is.
De glasoctopus is niet het enige doorzichtige dier dat een ingenieuze manier heeft bedacht om zijn ogen te camoufleren. Veel doorzichtige weekdieren camoufleren hun ogen met spiegels, omdat spiegels in de open oceaan alleen maar meer oceaan reflecteren en dus onzichtbaar zijn.
Cranchiidae of glasinktvissen
De familie van de glasinktvissen, waarvan er ongeveer 60 soorten zijn, zijn bijna volledig doorzichtig. Ze leven, opnieuw in het pelagische gebied van oceanen over de hele wereld, tussen 200 en 1000 m onder de zeespiegel.
Hoewel hun lichamen volledig doorzichtig zijn, zijn hun grote ogen ondoorzichtig, wat een probleem is omdat roofdieren die eronder zwemmen gemakkelijk de schaduw kunnen zien die ze werpen. Maar de glasinktvis (Cranchiidae) gebruikt een slimme vorm van camouflage om ze te verbergen. Hij gebruikt fotoforen – organen onder zijn ogen – om licht te produceren in een truc die contra-illuminatie wordt genoemd. Dit licht lijkt sterk op het zonlicht dat van bovenaf naar beneden schijnt, zodat de pijlinktvis volledig onzichtbaar wordt voor roofdieren die onder hem zwemmen. Het licht kan de pijlinktvis echter zeer opvallend maken voor kijkers die hem vanuit een andere hoek bekijken. In plaats van een onzichtbaarheidsmantel zou het gloeiende licht kunnen fungeren als een baken dat roofdieren aantrekt.
Onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania ontdekten dat de fotoforen van de pijlinktvis verbazingwekkend genoeg in staat zijn de hoeveelheid licht die ze produceren af te stemmen op het licht dat uit elke richting binnenkomt, waardoor een soort omnidirectionele onzichtbaarheidsmantel ontstaat.
De tomopteris diepzeeworm
Dit geslacht, of deze groep van mariene planktonachtige polychaete wormen, is bijna volledig doorzichtig, waardoor ze voor roofdieren zeer moeilijk te zien zijn. Paradoxaal genoeg kunnen ten minste 11 soorten van deze groep ook heldere lichtgevende kleuren uitzenden. De meeste tomopteris-wormen gloeien blauw, maar één soort, Tomopteris nisseni, kan geel licht produceren en is een van de weinige wezens op aarde die dat kunnen.
Sommige tomopteris-wormen kunnen roofdieren zelfs afleiden door een gloeiend deel van hun lichaam, een parapodia genaamd, los te laten, waardoor het roofdier achter het losgelaten lichaamsdeel aangaat in plaats van achter de worm zelf.
Zee salp
Een salp is een volledig doorzichtig tonvormig wezen dat tegelijkertijd zwemt en zich voedt door water door zijn gelatineachtige lichaam te pompen. Ze filteren het fytoplankton in het water om zich mee te voeden. Hoewel ze een beetje op kwallen lijken, zijn ze in feite geavanceerder en nauw verwant aan vissen en gewervelde dieren – ze hebben een hart en kieuwen en kunnen zich geslachtelijk voortplanten.
Zalpen hebben een fascinerende levenscyclus. Een deel ervan leeft op zichzelf, maar daarna klonen ze zich en vormen lange slierten en andere vormen van samenhangende organismen. Individuele salps synchroniseren hun zwemmen door met elkaar te communiceren via elektrische signalen.
Hyperiidae
Soms is doorzichtig zijn niet genoeg, en moeten organismen andere trucs achter de hand hebben om onzichtbaar te blijven. Dit is zeker het geval bij de Hyperiide, een klein schaaldiertje dat lijkt op een garnaal. Zij kunnen zich voor roofdieren verbergen door doorzichtig te zijn. Maar daarmee komen ze niet ver. Een glazen vlak is ook doorzichtig, maar je kunt het toch zien als je er met een lamp op schijnt, omdat het licht wordt weerkaatst. Dit is vooral een probleem in de oceaan, omdat veel roofdieren bioluminescentie gebruiken als zoeklicht bij de jacht op prooien.
Een recente studie suggereert dat de hyperiidae zich niet alleen kunnen verbergen door hun transparantie. Het blijkt dat ze een soort nanotechnologie gebruiken om licht te verstoren en om te buigen, waardoor ze zichzelf verhullen en bijna onzichtbaar worden. De wetenschappers gebruikten een rasterelektronenmicroscoop om zeven soorten hyperiiden nauwkeurig te analyseren. Zij ontdekten dat de poten van één soort bedekt waren met piepkleine haarachtige uitsteeksels van nano-formaat.
Het lichaam van deze soort en dat van zes andere soorten was ook bedekt met nano-achtige bultjes of bolletjes, variërend in grootte van minder dan 100 nanometer tot ongeveer 300 nanometer. De minuscule afmetingen van de bultjes zouden de lichtverstrooiing kunnen minimaliseren en de wetenschappers ontdekten dat een combinatie van beide nanostructuren – de bultjes en de haren – de reflectie met wel 100 keer zou kunnen verminderen. Het vreemde is dat de onderzoekers denken dat deze bolletjes eigenlijk bacteriën zouden kunnen zijn.
Japetella heathi en Onychoteuthis banksii
De inktvis Japetella heathi en de octopus Onychoteuthis banksii hebben ook een nieuw trucje achter de hand als het gaat om onzichtbaarheid – ze kunnen snel overschakelen van doorzichtig naar een roodbruine kleur.
Ze leven allebei in de Stille Oceaan tussen 600-1000 m diepte – bekend als de mesopelagische zone. Hoewel doorzichtig zijn dicht bij het wateroppervlak veel helpt bij onzichtbaarheid, gaat diffuus zonlicht van het oppervlak dwars door doorzichtig weefsel heen, maar als je met een lamp direct op iets schijnt dat doorzichtig is, wordt het plotseling heel goed zichtbaar.
Terwijl gebeurt dit vrij veel in de diepzee, waar roofdieren lichtgevende organen, fotoforen genaamd, gebruiken als een zoeklicht bij het jagen. Prooien op deze diepten zijn vaak rood of zwart, zodat ze zo weinig mogelijk blauw licht weerkaatsen. Japetella heathi, een octopus, en Onychoteuthis banksii, een inktvis, zijn in staat om tussen beide te schakelen, maar hoe doen ze dat? De huid van beide soorten bevat lichtgevoelige cellen, chromatoforen genaamd. De cellen bevatten een kleurstof, en als ze licht detecteren zetten ze onmiddellijk uit en geven het pigment af.
Zeesaffieren
Zeesaffieren (Sapphirina) zijn miergrote wezens die leven in warme tropische en subtropische zeeën. Ze behoren tot een groep kreeftachtigen die roeipootkreeftjes worden genoemd. Verschillende soorten zenden een scala van schitterende iriserende kleuren uit, van levendig blauw tot rood en goud.
Het opmerkelijke aan hen is dat ze het ene moment fel kunnen glinsteren en het volgende moment bijna lijken te verdwijnen en de manier waarop ze dit doen is fascinerend. Hun huid- of cuticula-cellen bevatten minuscule kristalplaatjes die in een zeshoekig honingraatpatroon zijn gerangschikt. De kristallen bevatten guanine, een van de vier basen waaruit DNA is opgebouwd. De kristallagen zijn van elkaar gescheiden door een soepachtige vloeistof die cytosol wordt genoemd.
Een team wetenschappers ontdekte dat de lagen guaninekristallen weliswaar altijd precies even dik zijn – 70 nanometer – maar dat de dikte van het cytosol tussen de lagen varieert van 50 tot 200 nanometer. Het is deze variatie die de kleur van de zeesaffier bepaalt. Dikkere lagen cytosol zorgen ervoor dat licht met langere golflengten wordt weerkaatst, waardoor de roeipootkreeft er rood of magenta uitziet.
De kleur hangt ook af van de hoek van het licht dat op hen valt. Als de hoek kleiner en kleiner wordt, wordt de golflengte van het weerkaatste licht korter en de kleur violet. Als de hoek klein genoeg wordt, valt het weerkaatste licht in het UV-spectrum, wat betekent dat we het niet kunnen zien en de zeesaffieren verdwijnen. De onderzoekers ontdekten dat licht dat de schaaldieren onder een hoek van 45° raakte, er effectief voor zorgde dat ze onzichtbaar werden.
De glasvleugelvlinder
Alle tot nu toe besproken doorzichtige dieren hebben in zee geleefd, en daar is een goede reden voor. Om doorzichtig te zijn moet je gemaakt zijn van materiaal dat geen licht absorbeert of reflecteert. Dit is een moeilijke opgave voor planten en dieren die op het land leven, omdat er zo’n groot verschil is tussen de brekingsindex van levende weefsels en lucht. De brekingsindex van een materiaal beschrijft hoe snel licht er doorheen reist. Licht reist het snelst in vacuüm, en hoe dichter een materiaal is, des te langer duurt het om er doorheen te reizen en des te groter is de brekingsindex.
Biologisch weefsel is veel dikker en dichter dan lucht, en als lichtgolven van lucht naar lichaamsweefsel gaan, worden ze langzamer. Hierdoor verandert het licht van richting en verstrooit het, waardoor reflecties ontstaan die het dier beter zichtbaar maken.
In zee is er minder verschil tussen de brekingsindex van water en biologisch weefsel, dus is transparantie een gemakkelijkere taak, vandaar dat er zoveel ‘bijna’ onzichtbare dieren zijn. Een andere reden waarom je op het land niet veel doorzichtige dieren aantreft, is dat organismen pigmenten zoals melanine nodig hebben om zich tegen UV-straling van de zon te beschermen.
Echter zijn er enkele uitzonderingen op de doorzichtige regel. Een daarvan is de glasvleugelvlinder (Greta oto) die in Midden-Amerika leeft.
Hoewel niet zijn hele lichaam doorschijnend is, maken zijn doorzichtige vleugels het voor roofdieren moeilijk om hem tijdens zijn vlucht te volgen. Om te onderzoeken hoe de vlinder zijn doorzichtigheid verkrijgt, onderzochten wetenschappers de vleugels onder een elektronenmicroscoop. Zij vonden minuscule nano-vormige bobbeltjes, nanopillars genaamd, die willekeurig verspreid waren en verschillende lengtes hadden. Het lijkt erop dat de willekeurige grootte en verdeling van de nanostructuren de vlinder helpen om reflecties van zijn vleugels te minimaliseren. De nanopillars interfereren met lichtstralen die de vleugel raken, waardoor de meeste lichtstralen er recht doorheen gaan in plaats van terug te kaatsen.
Transparant weekdier
Een andere uitzondering op de regel is een doorschijnende slak (Zospeum tholussum) die werd ontdekt in de diepste grot in Kroatië. Wetenschappers van de Goethe Universiteit in Frankfurt vonden het doorzichtige weekdier op 980 meter diepte in de Lukina Jama-Trojama grot, in een kamer vol rotsen en zand waar een beekje doorheen stroomt.
De slak behoort tot een geslacht van miniatuur landslakken die worden aangetroffen in donkere, ondergrondse grotten, en die niet in staat zijn zichzelf voort te bewegen. Onderzoekers denken dat ze stromend water uit beken gebruiken om zichzelf te vervoeren.
Hoewel de slak, ook al is hij doorschijnend, nog steeds redelijk zichtbaar is, waarmee duidelijk wordt hoe moeilijk het is voor landdieren om te bereiken wat die in de oceaan doen.
Nooit een moment te missen. Meld je nu aan voor de BBC Earth nieuwsbrief.