In 2013 deed National Geographic Explorer David Gruber onderzoek naar koraal bij een onbewoond vulkanisch eiland in de Zuidelijke Grote Oceaan. Hij was in het schemerdonker aan het duiken toen zijn collega Brennan Phillips opgewonden naar hem toe kwam zwemmen. Phillips gebaarde dat Gruber zijn licht uit moest doen en achter hem aan moest komen.

Gruber volgde zijn metgezel door het donkere water rond het eiland Mborokua, waarvan bekend is dat er ook gevaarlijke zeekrokodillen voorkomen. Toen ze bij een grotachtige inham van het met oerwoud begroeide eiland kwamen, geloofden ze hun ogen niet.

“Het leek net een scène uit Avatar,” vertelt Gruber, die als bioloog verbonden is aan het Baruch College van de City University of New York en het American Museum of Natural History.

Uit de onderwatergrot kwamen honderden, zo niet duizenden kleine, blauw opgloeiende lantaarnvissen tevoorschijn. Ze stroomden over het rif als een “kleed van lichtjes,” aldus Phillips. Het licht dat ze verspreidden was helder genoeg om de vorm van het koraal eronder te kunnen zien. De vissen vormden scholen in golvende patronen, als een stromende rivier die uiteindelijk over een richel in de diepte verdween.

“Het was het coolste dat ik ooit onder water heb gezien,” vertelt Phillips, die werkt bij de vakgroep Ocean Engineering van de Amerikaanse Rhode Island University. “En ik heb al heel wat uren onder water doorgebracht en al veel gezien.”

Toen ze de wetenschappelijke literatuur erop nasloegen, bleek dat dit de grootste groep van deze lantaarnvissen was die waar dan ook ooit was gezien. Maar hun camera's waren niet gevoelig genoeg om opnamen te maken in het weinig aanwezige licht.

Dus gingen ze in 2016 terug met een nieuwe expeditie. Dankzij geavanceerdere camera-apparatuur en de expertise van verschillende National Geographic-technici, plus visdeskundigen en andere medewerkers, kregen de wetenschappers meer inzicht in het fenomeen. Dat bleek zelfs nog indrukwekkender te zijn dan ze hadden verwacht: het ging om dierengedrag dat nog nooit eerder was gezien.

Ze zagen dat lantaarnvissen het licht dat ze uitstralen gebruiken om scholen te kunnen vormen als het overige licht te zwak is om elkaar te kunnen zien. Dit was de eerste keer dat dit verschijnsel in de oceaan werd waargenomen. Gruber vertelt dat vermoed wordt dat vissen met name hun gezichtsvermogen gebruiken voor het vormen van scholen. Daar is licht voor nodig, wat de reden is dat er 's nachts of in de diepzee niet vaak schoolvorming wordt waargenomen. De ontdekking draagt daarom mogelijk bij aan een beter begrip van het gedrag van vissen in de mysterieuze diepzee.

De ontdekking dat bioluminescentie van belang is voor nachtelijke schoolvorming onder deze soort lantaarnvissen werd op 14 augustus gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PLOS ONE.

De school begint

Deze soort lantaarnvis, anomalops katoptron, is ongeveer even groot als een wijsvinger en komt voor in het westen en het centrale deel van de Grote Oceaan. Het licht dat de vissen verspreiden wordt veroorzaakt door bacteriën die ze met zich meedragen in speciale organen onder hun ogen. De vissen hebben een zwarte huidplooi waarmee ze het licht kunnen bedekken en het dus naar eigen keuze kunnen aan- en uitzetten. Ze hebben zelfs een vlies met zwarte lijnen dat voorkomt dat ze zichzelf verblinden met hun eigen licht, een beetje zoals de strepen die sporters soms onder hun ogen hebben.

Er is nog weinig onderzoek gedaan naar deze vissen, voornamelijk omdat ze zo klein en schichtig zijn. Er werd altijd gedacht dat de vissen hun lichtgevende vermogen als een soort zaklantaarn gebruikten om prooien te vinden. Ook was bekend dat ze het inzetten om roofdieren af te leiden met gedrag dat wel “knipperen en wegwezen” wordt genoemd.

Maar het idee dat ze hun bioluminescentie ook inzetten om scholen te vormen, is nieuw.

Schoolvorming biedt verschillende voordelen, zoals een kleinere kans om ten prooi te vallen aan roofdieren (het aloude idee van ‘samen sta je sterk’), eenvoudigere voortbeweging (door een lagere weerstand) en een grotere kans op het vinden van meer voedsel. Maar het is over het algemeen alleen mogelijk om een school te vormen als er voldoende licht is om elkaar te zien, stelt Gruber. Dat betekent dat er, tenzij er veel maanlicht is, tijdens een groot deel van de nacht geen schoolvorming plaatsvindt en de vissen zich moeten verstoppen of afhankelijk zijn van een veel inefficiëntere vorm van scholen. Daarbij zijn ze wel bij elkaar in de buurt, maar gaan ze niet allemaal dezelfde richting uit en bewegen ze willekeurig.

Door met behulp van zeer gevoelige camera's waarnemingen te doen onder vissen in het wild en door onderzoek te doen naar vissen die ze hebben gevangen, toonden Gruber, Phillips en hun collega’s aan dat lantaarnvissen hun natuurlijke luminescentie gebruiken om elkaar te zien, zodat ze ook in de donkerste nachten, als er geen maan is, een school kunnen blijven vormen. Ze gebruikten SCUBA-duikapparatuur, een driepersoonsduikboot en robotvoertuigen om de dieren te onderzoeken, evenals een speciaal ontwikkelde hogeresolutie - en hogesnelheidscamera, gebaseerd op een camera die werkt aan de hand van metaaloxide-halfgeleidertechniek (sCMOS).

“Dat is een interessante ontdekking,” zegt bioloog Ann Money die niet bij het onderzoek betrokken was. “Meestal gaan kleinere vissen ‘s nachts niet op jacht, omdat de grote roofdieren dan op pad zijn. Dat roept de vraag op of het voordeel van luminescentie voor het vormen van scholen zwaarder weegt dan het nadeel van het aantrekken van roofdieren,” aldus Money die directeur voorlichting en onderzoek is aan het Oklahoma Aquarium en onderzoek doet naar biofluorescentie in koralen. “Je zou denken dat als een grote school lichtgevende vissen samenkomt, dat een soort baken is.”

Valsspeelvissen?

Gruber stelt dat er meer onderzoek nodig is om beter inzicht te krijgen in hoe individuele vissen hun lichtgevendheid coördineren tijdens dit groepsgedrag. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de dieren ‘s nachts scholen kunnen vormen als slechts enkele exemplaren voor licht zorgen. Maar het is nog onduidelijk welk dier besluit om op welk moment licht te geven. Doen ze dat om de beurt, om het risico van het aantrekken van roofdieren te verspreiden?

“Dat roept ook de vraag op of er ook vissen zijn die valsspelen,” stelt Gruber. “Dieren die ervoor kiezen om niet op te gloeien, lopen minder risico om ten prooi te vallen aan roofdieren. Het lijkt erop alsof dat niet gebeurt, maar we weten niet waarom dat zo is.”

Het onderzoek levert niet alleen kennis op over deze ene soort, maar maakt ook duidelijk dat het mogelijk is dat schoolvorming door bioluminescentie een normaal verschijnsel is onder diepzeebewoners, vertelt Gruber. Het is moeilijk om diepzeedieren te bestuderen en er is weinig over ze bekend. Wel is het wetenschappers opgevallen dat veel van deze soorten gebruik lijken te maken van een of andere vorm van bioluminescentie om zich in hun donkere wereld te kunnen oriënteren.

“Er is veel meer bekend over landdieren en de manier waarop zij bioluminescentie inzetten om te communiceren,” aldus Money. Neem bijvoorbeeld vuurvliegjes. We weten dat verschillende soorten in verschillende patronen licht geven, op verschillende momenten, onder meer om partners te lokken. Sommige soorten houden andere vuurvliegjes voor de gek: ze lokken mannetjes en eten ze op.

“Ik vraag me af of er een vorm van communicatie is tussen verschillende soorten lantaarnvissen, of tussen lantaarnvissen en andere soorten,” zegt Money.

Het zou zelfs kunnen dat technici ooit een model maken van het gedrag van lantaarnvissen, en robots trainen om bij elkaar te komen aan de hand van knipperende lichten, aldus Gruber. Zo zou met een school zwemmende robots onderzoek kunnen worden gedaan naar vervuiling of naar vissen.

Wat de lantaarnvissen nog intrigerender maakt is dat ze, toen Gruber en Phillips afgelopen zomer naar Mborokua teruggingen, onvindbaar bleken. “Het is bizar,” stelt Phillips. Het rif was op sommige plekken verbleekt en soms ook afgestorven, en een deel was omgevallen tijdens een recente storm. Het is niet bekend of dat de reden was dat de vissen verdwenen bleken, of dat ze ergens anders naartoe waren gegaan.

'”Het is best een spannend idee dat de diepzee vol zou kunnen zitten met miljarden vissen die scholen vormen,” aldus Gruber.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com