Leven in permanente duisternis

Alle energie die in de levende wereld circuleert komt van de zon. Zonlicht wordt door middel van fotosynthese omgezet in bruikbare energie voor de levende wereld. Groene planten spelen hierbij de hoofdrol. Permanente duisternis kan gezien worden als een extreme levensomstandigheid omdat het leven van groene planten, de basis voor de hele voedselketen op aarde, in het donker onmogelijk is.

In het donker spelen andere zintuigen dan de ogen een belangrijke rol

Niets zien in het donker

Zonlicht heeft grote invloed op plant- en diergedrag vanwege dag-, nacht- en seizoensritmes. Het is donker in grotten en ook in de diepzee. Nauwelijks twee procent van het totale zeewatervolume ontvangt voldoende zonlicht voor fotosynthese.

Dieren kunnen in het donker niets zien. Zintuigen zoals reuk-, gehoor- of tastzin gaan in dat geval een grotere rol spelen dan gezichtsvermogen. Zolang ze met behulp van die andere zintuigen voedsel kunnen bemachtigen, elkaar kunnen vinden voor de voortplanting of hun eigen jongen kunnen verzorgen en hun vijanden kunnen ontlopen, overleven dieren in het donker.
Hieronder volgen enkele voorbeelden.

Een vleermuis vindt zijn weg in het donker door de echo van zelfgemaakte geluiden

Een vleermuis vindt zijn weg in het donker via de echo van zelfgemaakte geluiden

De vleermuis Chiroptera

Een voorbeeld is het verfijnde gehoor van vleermuizen. Zij luisteren naar de echo van geluiden die zij zelf maken. Zo vinden zij de weg in het donker en ook heel gedetailleerde informatie over hun prooien. De korte ultrasone geluiden die de vleermuis uitzendt kunnen wij niet horen. Deze geluiden weerkaatsen tegen alles in de omgeving. De vleermuis haalt uit de echo informatie over richting, afstand, maat, hardheid en snelheid van de dingen om zich heen.

Blinde grottenkever Carabidae

Reeks loopkevers (Carabidae), met verschillende vormen van aanpassing aan hun omgeving. Links, bovengronds. Rechts, ondergronds.

De blinde grottenkever voelt, ruikt en proeft zijn weg in het donker. Hij ziet met zijn poten en antennen omdat er extra zintuigjes op zitten, waarnemingsorgaantjes voor tastzin, geur en smaak. Zo kan hij de weg vinden, trillingen voelen of soortgenoten en prooien herkennen. De poten en antennen zijn bovendien langer dan die van verwante bovengrondse keversoorten. Dat biedt extra ruimte voor zulke zintuigjes, die in het duister veel nuttiger zijn dan ogen.

Blinde grottenvis Astyanax fasciatus mexicanus

De blinde grottenvis gaat op zijn gevoel af. Met zijn zijlijnorgaan vindt hij de weg en zijn voedsel in het donker.
Een zijlijnorgaan is een rij zintuigorgaantjes die bewegingen in het water registreren.

Uitvergroting van het zijlijnorgaan bij de blinde grottenvis

Uitvergroting van het zijlijnorgaan van de blinde grottenvis

Veel vissen hebben zo'n zijlijnorgaan maar bij blinde grottenvissen is dit veel gevoeliger. Het is sterker ontwikkeld dan bij vissen die kunnen zien. Bovendien zitten er verspreid over hun hele lichaam nog extra zintuigorgaantjes.

Hengelvis Ceratias holboelli

Vaak zenden diepzeedieren zelf licht uit. Zelfgemaakt licht (bioluminiscentie) wordt gebruikt om in het donker partners aan te trekken, prooien te vinden of vijanden af te schrikken. Het licht is het resultaat van een reactie van de stof luciferine met zuurstof waarbij het enzym luciferase een rol speelt. Er komt geen energie vrij in de vorm van warmte maar alleen in de vorm van licht. Vaak is het blauw licht omdat dit in water het verste doordringt.

Diepzeekokerworm Riftia pachyptila

De diepzeekokerwormleeft bij de zogenaamde black smokers. Op de bodem van de diepzee, waar langs de mid-oceanische riffen vulkanische activiteit heerst, vinden we deze schoorsteenachtige structuren. Deze diepzeegeisers zijn vergelijkbaar met geisers op het land. Door de enorme waterdruk die heerst op deze diepte komt er echter geen stoom maar zeer heet water (tot 400 ºC) uitgestroomd waarin veel mineralen, met name zwavel, zijn opgelost. In deze extreme omgeving blijkt een levensgemeenschap te gedijen van kokerwormen, tweekleppigen (mosselachtigen), slakken, kreeftachtigen en bacteriën.

Onderzeese geiser of black smoker

Binnenin de diepzeekokerworm, die wel drie meter lang kan worden en met zijn vangarmen zwavelverbindingen en zuurstof invangt, leven miljoenen bacteriën. Zij breken zwavelverbindingen af en met de energie die hierbij vrijkomt bouwen ze uit kooldioxide suikers op, voor zichzelf en voor de worm.

Hier staan dus bacteriën aan de basis van de voedselketen, zoals planten die rol hebben op het land. In plaats van zonne-energie gebruiken de bacteriën energie uit chemische verbindingen in het water.