In de geest van Jacques Cousteau, die zei:
"Mensen beschermen wat ze liefhebben",
wil ik met jullie delen, wat ik het meeste liefheb in de oceaan,
en dat is de ongelofelijke hoeveelheid en diversiteit
aan dieren die licht maken.
Mijn verslaving begon met dit vreemd uitziende duikpak: 'Wasp'.
Dat is geen acroniem -- iemand vond het op een wesp lijken.
Het was ontwikkeld voor de offshore olie-industrie,
voor duiken bij olieplatforms tot een diepte van 600 meter.
Direct na mijn promoveren
had ik het geluk deel uit te maken van een groep wetenschappers
die dit voor het eerst gebruikten
voor de verkenning van de oceaan.
We trainden in een tank in Port Hueneme.
Mijn eerste duik in open water
was in het Santa Barbara kanaal.
We doken in de avond.
Ik daalde af tot een diepte van 270 meter
en deed de lichten uit.
Ik deed de lichten uit omdat ik wist
dat ik dan lichtgevende dieren zou zien:
bioluminescentie.
Maar ik was totaal niet voorbereid
op hoe veel er was
en hoe spectaculair het was.
Ik zag kwallenkettingen genaamd siphonophoren
die langer waren dan deze ruimte
en zoveel licht gaven
dat ik de meters kon lezen
binnenin het duikpak, zonder lamp.
Wolkjes en golven van iets
wat leek op lichtgevende blauwe rook
en vonkenexplosies
die opstegen uit de stuwmotoren,
net als de gloeiende vonken die opstijgen van een kampvuur,
maar dit waren ijsachtig blauwe vonken.
Het was adembenemend.
Bij bioluminescentie denken mensen meestal
aan deze jongens: vuurvliegen.
Nog enkele andere landorganismen maken licht:
sommige insecten, wormen, fungi.
Maar over het algemeen is het zeldzaam aan land.
In de oceaan is het eerder regel
dan uitzondering.
Als ik me op de open oceaan begeef,
vrijwel overal ter wereld,
en ik sleep een net van 900 meter naar de oppervlakte,
zijn de meeste dieren --
op veel plekken 80 tot 90 procent
van de dieren die naar boven komen --
lichtgevend.
Dat staat garant voor behoorlijk spectaculaire lichtshows.
Nu laat ik jullie een klein filmpje zien
dat ik opnam vanuit een onderzeeër.
Ik ontwikkelde deze techniek
met een kleine éénpersoons duikboot genaamd Deep Rover,
en heb haar toen aangepast voor de Johnson Sea-Link,
die je hier ziet.
Vóór de observatiekoepel is een ring van 90cm diameter
met daarvoor een gaas gespannen.
In de koepel heb ik een versterkte camera die ongeveer
zo gevoelig is als een aan donker aangepast menselijk oog,
alleen een beetje wazig.
Dus je doet de camera aan en de lichten uit.
Die glinstering die je ziet, is geen luminescentie;
dat is elektronische ruis
op deze geïntensiveerde camera's.
Je ziet geen luminescentie totdat de onderzeeër
begint te bewegen door het water.
Dan worden tegen het scherm botsende dieren
gestimuleerd om licht te geven.
De eerste keer probeerde ik enkel het aantal bronnen te het tellen.
Ik kende mijn snelheid en het gebied.
Dus kon ik uitrekenen hoeveel honderden bronnen
er waren per kubieke meter.
Maar ik ging beseffen dat ik dieren kon identificeren
door de soort flitsen die ze produceerden.
Hier, in de Golf van Maine
op 225 meter,
kan ik vrijwel alles wat je ziet benoemen tot op soort-niveau,
zoals die grote explosies, vonken,
zijn van een kleine ribkwal.
Er is krill, andere soorten schaaldieren,
en kwallen.
Daar was zo'n ribkwal.
Ik heb dus gewerkt met beeldanalyse-ingenieurs
om automatische herkenningssystemen te ontwikkelen
die deze dieren kunnen identificeren
en dan de X,Y, Z-coördinaten geven van het punt van contact.
Dan kunnen we de dingen doen die biologen aan land doen
zoals onderlinge afstanden.
Maar je hoeft niet zo diep te gaan
om zo'n lichtshow te zien.
Je kunt het ook in het oppervlaktewater zien.
In deze video, gemaakt door Dr. Mike Latz van Scripps Institution,
zwemt een dolfijn door bioluminescente plankton.
Niet op een exotische plek
zoals een van de bioluminescente baaien van Puerto Rico,
maar gefilmd in de haven van San Diego.
Soms kun je het zelfs van nog dichterbij zien
want de "heads" op schepen --
dat zijn toiletten, voor alle landrotten die luisteren --
worden doorgespoeld met ongefilterd zeewater
dat vaak bioluminescent plankton bevat,
dus als je 's avonds laat de wc op strompelt
en je bent zo zeeziek dat je
vergeet het licht aan te doen,
denk je wellicht dat je een religieuze ervaring hebt.
Hoe maken levende wezens licht?
Dat was de vraag die de 19de-eeuwse
Franse fysioloog Rafael Dubois stelde
over dit bioluminescente schelpdier.
Hij vermaalde het en wist er enkele chemicaliën uit te halen.
Eéntje, het enzym, noemde hij "luciferase",
het substraat noemde hij "luciferin",
naar Lucifer, de lichtdrager.
Die terminologie bleef, maar refereert niet aan specifieke chemicaliën
want deze chemicaliën hebben veel verschillende vormen.
In feite zijn de meeste mensen
die tegenwoordig bioluminescentie onderzoeken,
gefocust op de chemie, omdat deze chemicaliën
zo ongelofelijk waardevol zijn gebleken
voor het ontwikkelen van antibacteriële substanties,
kankerbestrijdingsmedicijnen,
tests voor aanwezigheid van leven op Mars,
opsporing van vervuiling in ons water;
daarvoor gebruiken wij het bij ORCA.
In 2008,
werd de Nobelprijs voor de Chemie
toegekend voor onderzoek
naar het molecuul "Groen Fluorescent Proteïne"
dat geïsoleerd werd uit de bioluminescente chemie
van een kwal.
Dat is vergeleken met de uitvinding van de microscoop,
wat betreft de impact die het had
op celbiologie en genetische technologie.
Iets anders wat deze moleculen ons vertellen
is dat bioluminescentie blijkbaar minstens 40 maal,
en misschien zelfs tot 50 verschillende malen ontstaan is
in de evolutionaire geschiedenis.
Dat is een duidelijke indicatie
hoe enorm belangrijk deze eigenschap
is voor het overleven.
Wat maakt bioluminescentie
zo belangrijk voor zoveel dieren?
Nou, voor dieren die belagers trachten te vermijden
door in het donker te leven,
kan licht toch erg nuttig zijn
voor drie fundamentele dingen die dieren moeten doen om te overleven:
voedsel vinden,
een partner vinden, en vermijden opgegeten te worden.
Deze vis bijvoorbeeld,
heeft een koplamp ingebouwd achter zijn oog.
Hij kan die gebruiken om voedsel te vinden,
of een partner aan te trekken.
Wanneer niet in gebruik, kan hij hem wegrollen in zijn hoofd,
net als de koplampen op je Lamborghini.
Deze vis heeft frontale koplampen,
en deze vis, één van mijn favorieten,
heeft drie koplampen aan elke zijde van zijn hoofd.
Deze is blauw,
de kleur van de meeste bioluminescentie in de oceaan
omdat evolutie geselecteerd heeft
op de kleur die het verste reikt door zeewater,
om communicatie te optimaliseren.
Dus de meeste dieren maken blauw licht,
en kunnen alleen blauw licht zien,
maar deze vis is een fascinerende uitzondering
want het heeft twee rode lichtorganen.
Ik heb geen idee waarom twee;
dat wil ik ooit nog eens oplossen.
Maar hij kan dus naast blauw licht,
ook rood licht waarnemen.
Dus hij gebruikt zijn bioluminescentie als een geweerkijker
om dieren te kunnen besluipen die
blind zijn voor rood licht
en hen te kunnen zien, zonder gezien te worden.
Hij heeft ook een kleine kin-voeldraad
met blauw luminescent lokaas eraan
die hij kan gebruiken om prooi te lokken van veraf.
Veel dieren gebruiken bioluminescentie als aas.
Dit is nog een favoriete vis van me:
een addervis.
Hij heeft aas aan het eind van een lange hengel
die zich buigt tot vóór de rijkbetandde bek
die de addervis zijn naam geeft.
De tanden van deze vis zijn zo lang
dat als hij ze bij het dichtbijten binnen zou houden,
hij zijn eigen hersenen zou opspiesen.
Dus ze glijden in gleuven
aan de buitenkant van de kop.
Het is een kerstboom van een vis;
alles eraan licht op.
Het is niet alleen dat aas.
Hij heeft een ingebouwde zaklamp.
Juweel-achtige lichtorganen op zijn buik
gebruikt hij voor een type camouflage
die zijn schaduw opheft,
dus als hij rondzwemt en onder hem kijkt een roofdier omhoog
maakt hij zichzelf onzichtbaar.
Hij heeft lichtorganen in zijn mond,
in elke schub, in de vinnen,
in een slijmlaag op de rug en de buik,
allemaal gebruikt voor verschillende dingen,
waarvan sommige bekend zijn, andere niet.
We weten al iets meer over bioluminescentie dankzij Pixar,
en ik ben Pixar erg dankbaar dat ze
mijn favoriete thema met zoveel mensen delen.
Ik had wel graag gezien dat ze, met hun budget,
wat geld hadden uitgegeven
aan een consult van een arme promovendus
die ze had kunnen vertellen dat dit de ogen zijn
van een vis die geconserveerd is in formaldehyde.
Dit zijn de ogen van een levende hengelvis.
Dus ze heeft een lokaas dat ze uitsteekt
voor deze levende muizenval
van naaldachtig scherpe tanden,
om nietsvermoedend prooi te lokken.
Deze heeft een lokaas
met allemaal interessante draden eraan.
We dachten dat de verschillende vormen aas
verschillende soorten prooi moesten lokken,
maar maaginhoud-analyses van deze vissen,
gedaan door wetenschappers, of eerder hun promovendi,
heeft uitgewezen dat
ze allemaal zo'n beetje het zelfde eten.
Nu denken we dat aan de verschillende vormen aas
het mannetje het vrouwtje herkent
in de hengelvis-wereld.
Want veel van deze mannetjes
zijn wat we noemen "dwergmannetjes".
Dit kleine kereltje
heeft geen zichtbare middelen tot voortbestaan.
Hij heeft geen aas om prooi aan te trekken
en geen tanden om hem op te eten als het er is.
Zijn enige hoop op voortbestaan in de wereld
is als gigolo.
Hij moet een meid opscharrelen
om die vervolgens nooit meer los te laten.
Dit kleine kereltje
heeft deze meid opgescharreld,
en je ziet dat hij zo slim was om zich zo
aan haar te hechten dat hij haar niet aan hoeft te kijken.
(Gelach)
Maar hij weet dat hij haar niet kan laten lopen,
dus hij bezegelt hun relatie met een eeuwige kus.
Zijn vlees vergroeit met haar vlees,
haar bloedstroom vloeit in zijn lichaam,
en hij wordt niets meer dan een kleine spermazak.
(Gelach)
Het is een diepzeeversie van de vrouwenbeweging.
Ze weet altijd waar hij is,
en ze hoeft niet monogaam te zijn,
want aan sommige van deze vrouwtjes
zitten meerdere mannetjes bevestigd.
Dus ze kunnen het gebruiken om voedsel te vinden, en partners.
Ze gebruiken het veel voor defensie, op diverse manieren.
Veel van hen kunnen hun luciferine en luciferase uitstoten,
zoals een inktvis of octopus een inktwolk uitstoot.
Deze garnaal spuwt daadwerkelijk
licht uit zijn mond
alsof hij een vuurspuwende draak is.
Dit verblindt addervissen, of leidt ze af
zodat de garnaal het donker in kan vluchten.
Veel verschillende dieren kunnen dit:
kwallen, pijlinktvissen,
een hele hoop verschillende schaaldieren
Er zijn zelfs vissen die dit kunnen.
Deze vis heet de "stralende buisschouder"
omdat hij een buis in zijn schouder heeft
waaruit licht kan spuiten.
Ik had het geluk er eentje te kunnen vangen
toen we op een sleepnet-expeditie waren
bij de Noordwest kust van Afrika, voor "Blue Planet",
het diepe stuk van "Blue Planet".
We gebruikten een speciaal sleepnet
waarmee deze dieren levend opgevist konden worden.
Dus we vingen er één, en brachten hem naar het lab.
Ik houd hem vast,
en sta op het punt om die schouder aan te raken;
als ik dat doe, zul je zien dat er bioluminescentie uit komt.
Mij schokte niet alleen de hoeveelheid licht,
maar het feit dat het niet alleen luciferin en luciferase zijn.
Bij deze vis zijn het hele cellen
met nuclei en membranen.
Het is energetisch erg kostbaar voor de vis om te doen,
en we hebben geen idee waarom hij het doet.
Nog zo'n mysterie dat moet worden opgelost.
Een andere vorm van afweer
is het inbraakalarm.
Het lijkt erg op je autoalarm.
Het claxonneren en de knipperlichten
trekken de aandacht van, hopelijk
de politie die de inbreker oppakt.
Als een dier in de macht van een roofdier is,
kan zijn enige hoop op ontsnapping zijn,
dat het iets nog groters en gevaarlijkers aantrekt,
dat zijn belager zal aanvallen,
waardoor hij een ontsnappingskans krijgt.
Deze kwal bijvoorbeeld,
heeft een spectaculaire bioluminescente lichtshow.
Hier zitten we hem achterna in de duikboot.
Dit is niet luminescentie, maar lichtreflectie van de geslachtsklieren.
We vangen het in een speciaal apparaat op de voorkant van de duikboot,
waarmee we hem naar het lab kunnen halen
in perfecte conditie.
Om de lichtshow te provoceren die je zometeen ziet,
heb ik hem éénmaal per seconde aangeraakt
op zijn zenuwring, met een scherpe punt
als de scherpe tand van een vis.
Zodra de show begint, raak ik hem niet meer aan.
Dit is een ongelofelijke lichtshow.
Het is een vuurrad van licht.
Ik heb berekend dat dit 90 meter verderop
zichtbaar is voor een roofdier.
Ik dacht, weet je,
dat zou wel eens een goed lokkertje kunnen zijn.
Want één van de dingen die me frustreerden
als diepzeeonderzoeker
is hoeveel dieren er waarschijnlijk zijn in de oceaan, waarvan we niets weten
door de wijze waarop we de oceaan verkennen.
Onze kennis van wat in de oceaan leeft, verkrijgen we voornamelijk
door netten achter boten aan te slepen.
Noem mij een andere tak van wetenschap
die nog steeds afhankelijk is van eeuwenoude technologie.
De andere voornaamste manier is om af te dalen
met duikboten en op afstand bestuurde voertuigen.
Ik heb honderden duiken gemaakt in duikbootjes.
Wanneer ik echter in een duikbootje zit,
weet ik dat ik helemaal niet onopvallend ben.
Ik heb heldere lichten en luidruchtige stuwmotoren.
Elk dier met een beetje verstand blijft wel uit de buurt.
Dus ik wilde al geruime tijd
een andere manier verzinnen om te verkennen.
Enige tijd geleden kreeg ik dit idee voor een camerasysteem.
Niet zo heel ingewikkeld. We noemen dit ding "Oog-in-de-Zee".
Wetenschappers hebben dit jarenlang aan land gedaan;
we gebruiken een kleur die de dieren niet kunnen zien,
en dan een camera die die kleur kan zien.
Je kunt geen infrarood gebruiken in zee.
We gebruikten ver-infrarood,
maar zelfs dat wordt te snel geabsorbeerd.
Je hebt een versterkte camera nodig,
we wilden deze elektronische kwal maken.
Het punt is, in de wetenschap
moet je de fondsen vertellen wat je precies gaat vinden
voordat ze je geld geven.
Ik wist niet wat ik ging vinden,
dus kon ik hiervoor geen geld krijgen.
Dus ik improviseerde dit; ik kreeg de Harvey Mudd Engineering Clinic zover
dat ze het aanvankelijk als promoveerproject deden,
en toen ritselde ik geld van een hele reeks verschillende bronnen.
Monterey Bay Aquarium Research Institute
gaf me tijd met hun R.O.V.
zodat ik het kon testen en we konden uitdokteren,
welke kleuren rood we bijvoorbeeld moesten gebruiken
zodat we de dieren konden zien, maar zij ons niet,
en de elektronische kwal aan de praat te krijgen.
Je kunt zien wat een houtje-touwtje-operatie dit was
want we goten deze 16 blauwe LED's in epoxy --
en je kunt zien dat in het epoxy nog steeds
het woord Ziploc zichtbaar is.
Het spreekt vanzelf dat als het zo geïmproviseerd is,
er een hoop tests en beproevingen waren voor het werkte.
Maar er kwam een moment waarop het allemaal samenkwam,
en alles werkte.
Opmerkelijkerwijs is het zelfs op film vastgelegd
door fotograaf Mark Richards,
die toevallig daar was op het moment dat we
ontdekten dat het allemaal werkte.
Links sta ik,
mijn promovendus destijds, Erica Raymond,
en Lee Fry, die de technicus van het project was.
We hebben deze foto een ereplek gegeven in ons lab,
met het onderschrift: "Technicus bevredigt twee vrouwen gelijktijdig".
We waren ongelofelijk gelukkig.
Nu hadden we een systeem
dat we werkelijk naar een plek konden brengen
dat een soort oase was op de bodem van de oceaan,
en waar wel eens veel grote roofdieren konden komen.
De plek waar we het heenbrachten
was een zoutmeer
in het noordelijke deel van de Golf van Mexico,
een magische plek.
Dit beeldmateriaal ziet er belabberd uit --
we hadden destijds een krakkemikkige camera --
maar ik was extatisch.
We zijn aan de rand van het zoutmeer.
Daar zwemt een vis op de camera af.
Hij is duidelijk ongestoord door ons.
Ik had mijn venster op de diepzee.
Voor het eerst kon ik zien wat dieren daar beneden deden
als wij ze niet stoorden.
Vier uur na aanvang
hadden we geprogrammeerd dat de elektronische kwal
zich voor het eerst zou laten zien.
86 seconden nadat
hij zijn lichtshow begon,
filmden we dit.
Een pijlinktvis van ruim 1.80 meter,
die zo nieuw is voor de wetenschap,
dat hij niet in enige bekende familie geplaatst kan worden.
Ik had geen betere 'proof of concept' kunnen wensen.
Op basis hiervan ging ik terug naar de National Science Foundation
en zei: "Dit gaan we ontdekken".
Daarop gaven ze me genoeg geld om het goed te doen,
wat leidde tot de ontwikkeling van de eerste diepzeewebcam ter wereld,
geïnstalleerd in het ravijn bij Monterey, gedurende het afgelopen jaar.
Nu, meer recent,
een modulaire vorm van dit systeem.
Een veel mobielere vorm,
makkelijker te installeren en terug te halen,
die hopelijk gebruikt kan worden in Sylvia's "hope spots",
om te helpen deze plekken
te verkennen en beschermen,
en, voor mij, te leren over
de bioluminescentie in deze "plekken van hoop".
Wat ik jullie dus wil meegeven is
dat er nog veel te verkennen valt in de oceanen,
en Sylvia heeft gezegd
dat we de oceanen verwoesten voordat we weten wat er in zit,
en ze heeft gelijk.
Als je ooit de kans krijgt
om een duik te maken in een onderzeeër,
zeg dan ja, duizend maal ja,
en doe de lichten uit.
Je zult het fantastisch vinden.
Dank je wel.
(Applaus)