Hundredvis af røde prikker bevæger sig dansende op og ned i Middelhavets nattemørke. Prikkerne optræder i par, for der er tale om øjne. Røde øjne, som i bogstavligste forstand buler ud som på stilke i forlængelse af hovedet. Øjnene sidder på gennemsigtige børsteorme, der er mellem fire og 30 centimeter lange.

Men hvilke evolutionsbiologiske forhold har præcis ført til, at disse børsteorme, der tilhører familien Alciopidae, har udviklet sådanne helt specielle øjne? Hvad er det ved deres levested, der nødvendiggør øjne, som er ti gange større end hovedet?

Det er spørgsmål som disse, der optager neurobiolog og forsker Anders Garm, der er sektionsleder på Marinbiologisk Sektion, Biologisk Institut på Københavns Universitet. Han beskæftiger sig med sansebiologi og i særdeleshed synssansen hos forskellige på overfladen simple havorganismer, som dog har vist sig at have ganske overraskende egenskaber på mange niveauer.

En bevilling fra Carlsbergfondet til feltarbejde i 2014 gav ham og kollegaen Michael J. Bok fra Lunds Universitet mulighed for at udføre de første studier af Alciopide-børsteormene og deres syn. Geografisk foregik det i havet lige ud for den italienske ø Ponza, cirka 100 kilometer vest for Napoli.

”Vi ville i første omgang teste vores hypotese om, at ormene har syn med høj opløsningsevne, som i dyreriget ellers kun er kendt fra bløddyr, leddyr og hvirveldyr. Vi har nu via disse orme vist, at en fjerde gruppe har syn med høj opløsning, nemlig denne ledormegruppe. Vi har også fundet ud af, at ormene ser ekstra godt i forhold til øjenstørrelsen,” forklarer Anders Garm.

Enkle organismer med komplekse egenskaber

De gennemsigtige ormes syn er tilsyneladende lige så godt som synet hos mus og rotter. De kan spore objekter på lang afstand,hvor de fleste andre børsteormearter kun kan konstatere tilstedeværelsen af lys og fra hvilken retning, det kommer. De danner tilmed billederne udelukkende ved hjælp af UV-lys, som mennesker og mange andre dyr ikke kan se.

Det stod efterfølgende klart i laboratoriet, at selve øjenlinsen er bygget på en helt speciel måde, anderledes end andre øjenlinser.

I en verden med umætteligt behov for kameralinser har den type viden i teorien et stort potentiale i industrien. Men for Anders Garm handler projekterne her og nu primært om at kaste lys over de grundvidenskabelige spørgsmål.

”Ormene har en mikroskopisk hjerne, så de må rent synsbehandlingsmæssigt have opfundet noget supersmart. Vi undersøger derfor det funktionelle aspekt af synet og vil gerne forstå, hvilke evolutionære kræfter der har nødvendiggjort netop denne udvikling hen imod bedre syn og væk fra tidligere ledormes dårligere syn. Første vigtige spørgsmål er, hvad ormene bruger synet til. Der gemmer sig her lige så spændende evolutionære historier som bag eksempelvis spørgsmålet om, hvorfor kæmpeblæksprutter har udviklet øjne så store som basketbolde, hvilket har givet dem et fantastisk syn,” forklarer Anders Garm.

Når det gælder netop blæksprutterne og synets evolution, er der meget viden og adskillige hypoteser. Men der mangler viden om mange af havets andre organismer.

Anders Garms forskningsgruppe har flere lignende projekter i gang med andre simple havorganismer. For det viser sig, at de trods deres mangel på en central hjerne og deres meget få nerveceller kan optage og behandle kompleks information.

”Vandmænd og søstjerner er arter, som ofte bliver betragtet som meget simple og derfor ikke så interessante. Men de kan faktisk lære og ændre adfærd. Små vandmænd i Caribien kaldet havhvepse kan optage information om deres nærmiljø i mangrovesumpen og ændre deres adfærd for at tilpasse sig. Der er også belæg for, at specielle encellede dinoflagellater, som har ét øje, kan gøre det samme. Alle vores data tyder på, at de forstår billeder, selvom de kun er én celle. Hvordan kan de det? Vi håber at få svar på den type spørgsmål ved at angribe dem fra mange vinkler, hvilket giver større chancer for at forstå de vigtige detaljer og finde de spændende historier."

De gådefulde orme og deres forsvindingsnumre

Men at dykke ned i de interessante aspekter af de alciopide børsteormes liv og forstå årsagen til de særlige øjne, som er vokset ud af hovedet for at få plads, er lettere sagt end gjort.

For det overhovedet at finde frem til ormene var en udfordring. Anders Garm havde diskuteret arten flere gange med sin forskerkollega Michael J. Bok, som selv havde fundet en orm engang ud for Australien. Men så faldt Bok over en video på YouTube fra et natdyk ud for øen Ponza filmet på cirka otte meters dybde af en russisk undervandsfotograf og en italiensk dykker og forsker, Armando Macali.

”Han filmede med kraftigt lys, og foran hans kamera svømmede flere hundrede orme. Indtil da havde de kun været set højst to-tre sammen ad gangen. Så der må være noget unikt ved vandet omkring den ø, hvor ormene kommer op om natten i stort tal. Men heldigvis førte et rent tilfælde os til øen, ormene og et samarbejde med Armando Macali,” siger Anders Garm.

En stor og sund population af de alciopide børsteorme er afgørende for at kunne bedrive forskning. Dog hober mysterierne sig om ormenes liv sig fortsat op på trods af nu flere feltarbejder i havet ud for øen Ponza.

”Vi har kun filmet dem om natten, når de kommer op fra dybet, men vi ved ikke, hvor de er om dagen. Vi ved heller intet om, hvordan de parrer og reproducerer sig.”

Forskernes teori er, at de lever på en dybde af cirka 300 til 500 meter i den mesopelagiske zone, også kendt som tusmørkezonen. Her er der pænt mørkt, og der er frem for alt ingen skjulesteder. Så det kan måske have sin fordel at være gennemsigtig. Men hvordan finder ormene så overhovedet hinanden i mørket, så de kan reproducere sig? For at nærme sig det spørgsmål arbejder Anders Garm med en ny teori.

Et hemmeligt sprog via UV-lys?

Godt 90 procent af havet henligger i mørket, men mange væsener formår at fremstille deres eget lys. Det vurderes, at 30 til 70 procent af arterne dybt nede i havet - fra gopler til orme, bakterier og fisk - producerer lys, typisk i blå og grønne farver. Det kaldes bioluminescens.

”Vi har en teori om, at ormene er bioluminescente og kommunikerer med hinanden via lys. Grønt og blåt lys kan tiltrække rovdyr. Men hvis ormene bruger UV-lys, vil de være usynlige for andre dyr end dem selv. Det vil forklare, hvorfor de har udviklet et skarpt UV-syn, nemlig for at have et hemmeligt sprog og en skjult kommunikationskanal i forhold til parring,” forklarer Anders Garm.

Ultraviolet lys er ikke synligt for det menneskelige øje. Men i dyreriget forholder det sig anderledes. Bier kan for eksempel se UV-mønstre i blomster, som hurtigt fører dem frem til den vigtige nektar og bestøvning.

Når det gælder de alciopide børsteorme og andre havvæsener, er det ifølge Anders Garm lidt kontroversielt at foreslå, at ormene producerer og benytter sig af UV-lys.

”Vi kender ikke til en biokemi, der kan lave UV-lys, så den kemiske proces er indtil videre ukendt. Vi kan lave det i laboratoriet, men i naturen er den proces ikke fundet i organismer endnu. Plus: UV-lys rækker ikke langt i vand. Det bliver absorberet af vandmolekylerne, så der kan ikke kommunikeres med det over ret lange afstande. Men vi har en antagelse om, at dette bliver opvejet af farerne for ormene i den mesopelagiske zone i form af blæksprutter eller fisk med supergode øjne,” siger Anders Garm.

På jagt efter data på mere feltarbejde

Indtil videre har forskerne ingen data, der understøtter hypotesen om den private UV-kommunikationskanal, men arbejdet med ormene fortsætter. På et kommende feltarbejde - igen ud for øen Ponza - er det planen, at han og Michael J. Bok filmer ormene i deres naturlige habitat. De medbringer avanceret udstyr, der kan måle niveauer af UV-lys i vandet. UV-dykkerlygter vil sikre, at de kan se, hvordan ormene reagerer på UV-lyset.

”Vi har selvfølgelig på forhånd undersøgt i akvarier, hvordan ormene reagerer på UV-lys. Men vi stoler ikke rigtig på adfærden i akvarierne. Så derfor skal vi se, hvordan de reagerer på UV-lys derude i deres eget habitat. Vi samler yderligere materiale ind, udfører molekylærbiologiske undersøgelser af øjnene og laver fysiologiske målinger på øjne og hjerner, mens vi er dernede,” siger Anders Garm.

Det er også muligt, at ormene selv ikke er bioluminescente, men at deres føde får dem til at lyse. Så fodringsforsøg skal teste, om ormene bliver selvlysende.

Det nærmeste forskerne hidtil er kommet på selve parringsprocessen hos de alciopide børsteorme er en natlig iagttagelse af deres æg på godt otte meters dybde. Æggene befinder sig inde i en rund kugle af beskyttende gelémasse.

Men at kunne følge ormene og deres liv nede i selve det dybe hav vil kræve et helt andet omfattende udstyr: togtbåd og en lille ubåd.

Tålmodighed med de gådefulde orme er med andre ord påkrævet, og som Anders Garm udtrykker det:

”Det er både en frustrerende og fascinerende proces.”

Videnskabshistorier er produceret af Videnskab.dk for Carlsbergfondet.