Море под Северным полюсом - очень темное место, особенно в зимнюю стужу. Полярная ночь, когда солнце никогда не восходит, длится месяцами. Дни сменяются короткими периодами полуденных сумерек, когда солнце проходит чуть ниже горизонта. Этот слабый фиолетовый свет фильтруется морским льдом, а затем самой водой.
Но подо льдом арктический криль умудряется поддерживать ритм дня и ночи всю зиму. Криль - это похожие на креветок животные, которые составляют основу многих подводных экосистем, питаясь планктоном и другой растительностью, и тысячами поедаются китами и рыбами. Как и многие глубоководные беспозвоночные, они совершают ежедневную миграцию, проводя дневные часы на глубине 1 600 футов - примерно на высоте Всемирного торгового центра, а ночи - у поверхности воды. Это верно даже для криля в прохладных полярных водах.
Чтобы установить свои циркадные ритмы во время долгой темноты, полярный криль выработал глаза, которые становятся сверхчувствительными к суточным световым циклам, согласно результатам, опубликованным сегодня в журнале PLOS.
У криля, собранного на побережье Шпицбергена, острова в Северном полярном круге, наблюдались изменения светочувствительности в течение примерно 21 часа, которые исследователи измеряли, освещая их глаза тусклым светом в лаборатории. Их глаза были наиболее чувствительны во время "субъективной ночи" - когда солнце находится дальше всего от горизонта - когда криль находится у поверхности.
"Во время полярной ночи традиционные определения дня и ночи... становятся неактуальными", - пишут авторы. Но достаточно света около полудня каждый день проникает на поверхность воды, чтобы криль мог использовать его для подзавода своих внутренних часов".
Кроме солнца, существуют и другие природные часы. И луна, и северное сияние излучают свет, который может сигнализировать крилю о течении времени.
Но почему именно криль хочет придерживаться суточного ритма, когда 24-часовой цикл, очевидно, не имеет смысла, остается загадкой. Предыдущее исследование, проведенное на северных оленях, показало, что животные фактически выключают свои циркадные часы во время бесконечных месяцев полярной ночи.
Исследователи полагают, что это как-то связано с другими организмами, живущими рядом с крилем в сумерках. Возможно, они преследуют какую-то биолюминесцентную добычу или спасаются от хищников. И наличие глаз, адаптирующихся к меняющейся воде, может быть преимуществом. Как отмечают исследователи, криль маскируется с помощью собственной биолюминесценции - когда сверху проникает свет, они подсвечивают свои брюшки, чтобы слиться с водой. "Это отбрасывает легкую тень", - пишут авторы, - "визуально маскируя их от хищников внизу".