Biolumineszenz

@article{crossref1952bioluminescence,
    title = "Bioluminescence",
    year = "1952",
    journal = "AIBS Bulletin",
    url = "https://doi.org/10.1093/aibsbulletin/2.2.13-b",
    doi = "10.1093/aibsbulletin/2.2.13-b",
    number = "2",
    pages = "13-13",
    volume = "2"
}

Für die Lichter vieler wirbelloser Tiere liegen relative spektrale Emissionskurven vor, jedoch keine für Fische. Es ist wahrscheinlich, dass viele Knochenfische ihre Photophoren nutzen, um sich gegenseitig zu signalisieren. Informationen über die spektrale Zusammensetzung der Fischleuchtkraft sind wünschenswert, um Vergleiche mit den spektralen Empfindlichkeiten von Fischaugen zu ermöglichen, Berechnungen der Lichtintensitäten vornehmen zu können und Schätzungen der Abschwächungsrate solcher Lichter im Seewasser anzustellen. Um diese Ziele zu verfolgen, wurden Messungen der spektralen Zusammensetzung der Leuchtkraft des Laternenfisches, Myctophum punctatum, durchgeführt.

@article{doi101017s0025315400013072,
    author = "Nicol, J. A. C.",
    title = "Spektrale Zusammensetzung des Lichts des Laternenfisches, Myctophum punctatum",
    year = "1960",
    journal = "Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom",
    abstract = "Für die Lichter vieler wirbelloser Tiere liegen relative spektrale Emissionskurven vor, jedoch keine für Fische. Es ist wahrscheinlich, dass viele Knochenfische ihre Photophoren nutzen, um sich gegenseitig zu signalisieren. Informationen über die spektrale Zusammensetzung der Fischleuchtkraft sind wünschenswert, um Vergleiche mit den spektralen Empfindlichkeiten von Fischaugen zu ermöglichen, Berechnungen der Lichtintensitäten vornehmen zu können und Schätzungen der Abschwächungsrate solcher Lichter im Seewasser anzustellen. Um diese Ziele zu verfolgen, wurden Messungen der spektralen Zusammensetzung der Leuchtkraft des Laternenfisches, Myctophum punctatum, durchgeführt.",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0025315400013072",
    doi = "10.1017/s0025315400013072",
    openalex = "W2159549031"
}

Das Problem, wie ein Fisch sich unter natürlichen Lichtbedingungen in einer aquatischen Umgebung unsichtbar machen kann, wird diskutiert, insbesondere mit Bezug auf die silbrigen Oberflächen von Fischen. Bei den Fischen, die wir untersucht haben, gibt es zwei Arten von silbrigen Oberflächen: (1) ein Argenteum, das aus langen, dünnen Guanine-Kristallen besteht, deren reflektierende Oberflächen ungefähr parallel zur Oberfläche des Fisches verlaufen; (2) Schichten von Guanine-Kristallen, die entweder auf den inneren Oberflächen der Schuppen oder in der Subdermis liegen – diese Kristalle sind im Allgemeinen nicht so orientiert, dass ihre reflektierenden Oberflächen parallel zu den Oberflächen des Fisches verlaufen, und sie sind viel breiter als die des Argenteums. Es werden Methoden beschrieben, mit denen die Ausrichtung der Kristallebenen in Bezug auf die Ebenen der Schuppen, auf denen sie liegen, bestimmt werden kann. Die Ausrichtung der Kristalle vom Typ 2 in verschiedenen Körperteilen wird für den Pfermakreisel, Trachurus trachurus (L.), und für den Blech, Alburnus alburnus (L.), beschrieben. Für den Blech wird gezeigt, dass zwar die Ebenen der Kristalle oft sehr stark geneigt sind in Bezug auf die Ebenen der Schuppen, die langen Achsen der Kristalle jedoch immer ungefähr parallel zu den Ebenen der Schuppen verlaufen. Die Neigung der Kristalle erfolgt daher weg von den Schuppen über ihre kurzen Achsen. Messungen des durch silbrige Schuppen des Blechs übertragenen Lichts zeigen, dass sie Licht stark reflektieren, wenn dieses schräg auf die Kristalle fällt, die sie enthalten, und dass sie am transparentesten für Licht sind, das die Schuppen in einer Richtung trifft, die senkrecht zu den reflektierenden Ebenen der Kristalle steht.

@article{doi101017s0025315400016520,
    author = "Denton, E. J. und Nicol, J. A. C.",
    title = "Studies on reflexion of light from silvery surfaces of fishes, with special reference to the bleak, Alburnus alburnus",
    year = "1965",
    journal = "Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom",
    abstract = "Das Problem, wie ein Fisch sich unter natürlichen Lichtbedingungen in einer aquatischen Umgebung unsichtbar machen kann, wird diskutiert, insbesondere mit Bezug auf die silbrigen Oberflächen von Fischen. Bei den Fischen, die wir untersucht haben, gibt es zwei Arten von silbrigen Oberflächen: (1) ein Argenteum, das aus langen, dünnen Guanine-Kristallen besteht, deren reflektierende Oberflächen ungefähr parallel zur Oberfläche des Fisches verlaufen; (2) Schichten von Guanine-Kristallen, die entweder auf den inneren Oberflächen der Schuppen oder in der Subdermis liegen – diese Kristalle sind im Allgemeinen nicht so orientiert, dass ihre reflektierenden Oberflächen parallel zu den Oberflächen des Fisches verlaufen, und sie sind viel breiter als die des Argenteums. Es werden Methoden beschrieben, mit denen die Ausrichtung der Kristallebenen in Bezug auf die Ebenen der Schuppen, auf denen sie liegen, bestimmt werden kann. Die Ausrichtung der Kristalle vom Typ 2 in verschiedenen Körperteilen wird für den Pfermakreisel, Trachurus trachurus (L.), und für den Blech, Alburnus alburnus (L.), beschrieben. Für den Blech wird gezeigt, dass zwar die Ebenen der Kristalle oft sehr stark geneigt sind in Bezug auf die Ebenen der Schuppen, die langen Achsen der Kristalle jedoch immer ungefähr parallel zu den Ebenen der Schuppen verlaufen. Die Neigung der Kristalle erfolgt daher weg von den Schuppen über ihre kurzen Achsen. Messungen des durch silbrige Schuppen des Blechs übertragenen Lichts zeigen, dass sie Licht stark reflektieren, wenn dieses schräg auf die Kristalle fällt, die sie enthalten, und dass sie am transparentesten für Licht sind, das die Schuppen in einer Richtung trifft, die senkrecht zu den reflektierenden Ebenen der Kristalle steht.",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0025315400016520",
    doi = "10.1017/s0025315400016520",
    openalex = "W2076259803"
}

@article{denton1970on1,
    author = "Denton, E. J. und Nicol, J. A. C. und Gilpin-Brown, J. B. und Wright, P. G",
    title = {Über die "Filter" von mesopelagischen Fischen und über einen Fisch, der rotes Licht aussendet und besonders empfindlich für rotes Licht ist},
    year = "1970",
    journal = "Journal of Physiology, v. 208, S. 72P",
    note = {talkorigins_source = {true}; raw_reference = {Denton, E. J., Nicol, J. A. C., Gilpin-Brown, J. B., und Wright, P. G., 1970, Über die "Filter" von mesopelagischen Fischen und über einen Fisch, der rotes Licht aussendet und besonders empfindlich für rotes Licht ist: Journal of Physiology, v. 208, S. 72P.}}
}

Die Merkmale der vertikalen Verteilung von meso- und bathypelagischen Fischen sind schlecht bekannt. Ein Großteil unseres gegenwärtigen Wissens basiert auf Daten, die während früherer, wichtiger Expeditionen gesammelt wurden (d. h. Brauer, 1906; Murray & Hjort, 1912; Jespersen, 1915; Jespersen & Tåning, 1926; Norman, 1929, 1930; Regan & Trewavas, 1929, 1930; Benin, 1934, 1937; Ege 1934 1948, 1953, 1957; Bertelsen, 1951; Parr, 1960; Ebeling, 1962; Ebeling & Weed, 1963; Nafpaktitis, 1968). Die Fangtiefen wurden nicht genau bestimmt; die Tiefe des Netzes wurde im Allgemeinen aus der Länge des ausgehenden Drahts und dem Winkel des Drahts zur Wasseroberfläche berechnet. Schließnetze wurden selten verwendet. Aus diesen Berichten war eine allgemeine Einschätzung der vertikalen Verteilungen möglich. Kürzlich deuten Verteilungsstudien, die meist in begrenzten Gebieten mit offenen Netzen und genauer bestimmten Tiefen durchgeführt wurden, auf eine begrenzte vertikale Verteilung für jede Art hin (Aron, 1962; Pearcy, 1964; Pearcy & Laurs, 1966; Lavenberg & Ebeling, 1967; Paxton, 1967).

@article{doi101017s0025315400005920,
    author = "Badcock, J.",
    title = "The Vertical Distribution of Mesopelagic Fishes Collected on the SOND Cruise",
    year = "1970",
    journal = "Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom",
    abstract = "The features of the vertical distribution of meso- and bathypelagic fishes are poorly known. Much of our present knowledge is based upon data collected on the early, major expeditions (i.e. Brauer, 1906; Murray \& Hjort, 1912; Jespersen, 1915; Jespersen \& Tåning, 1926; Norman, 1929, 1930; Regan \& Trewavas, 1929, 1930; Benin, 1934, 1937; Ege 1934 1948, 1953, 1957; Bertelsen, 1951; Parr, 1960; Ebeling, 1962; Ebeling \& Weed, 1963; Nafpaktitis, 1968). Fishing depths were not accurately determined, the depth of net generally being calculated from the length of wire out and the wire angle to the water surface. Closing nets were infrequently used. From these reports a general appreciation of vertical distributions has been possible. More recently, distribution studies mostly made in restricted areas using open nets with depths more accurately determined indicate a limited vertical distribution for each species (Aron, 1962; Pearcy, 1964; Pearcy \& Laurs, 1966; Lavenberg \& Ebeling, 1967; Paxton, 1967).",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0025315400005920",
    doi = "10.1017/s0025315400005920",
    openalex = "W2112989721",
    references = "doi101017s0025315400005749, doi101038174869b0, doi1010381981244a0, doi10108000222932908673038, doi1010970001069419550400000011, doi101126science15137161399, doi101126science1603831991, doi1011639789004611191, doi102307201400, openalexw1568910078"
}

@article{openalexw2466257108,
    author = "Ej, Denton und Jb, Gilpin-Brown und Pg, Wright",
    title = "Über die 'Filter' in den Photophoren von mesopelagischen Fischen und über einen Fisch, der rotes Licht aussendet und besonders empfindlich für rotes Licht ist.",
    year = "1970",
    journal = "PubMed",
    openalex = "W2466257108"
}

Die Winkelverteilungen des von zwei Meeresfischen, Argyropelecus affinis und Chauliodus sloani, erzeugten Leuchtlichts wurden in zwei vertikalen Ebenen gemessen, einer, die die vordere-hinterere Achse des Fisches enthält, und einer, die senkrecht zu dieser Achse steht. Diese Lichtverteilungen waren der Art, die erforderlich ist, um über einen weiten Bereich von Betrachtungswinkeln das äußere Tageslichtfeld im Ozean zu entsprechen. Diese Beobachtungen geben starke Unterstützung für die Hypothese, dass die Funktion vieler Photophoren darin besteht, Tarnung zu erzeugen.

@article{denton1972the,
    author = "Denton, Eric James und Gilpin-Brown, J. B. und Wright, P. G.",
    title = "Die Winkelverteilung des von einigen mesopelagischen Fischen erzeugten Lichts in Bezug auf ihre Tarnung",
    year = "1972",
    journal = "Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences",
    abstract = "Die Winkelverteilungen des von zwei Meeresfischen, Argyropelecus affinis und Chauliodus sloani, erzeugten Leuchtlichts wurden in zwei vertikalen Ebenen gemessen, einer, die die vordere-hinterere Achse des Fisches enthält, und einer, die senkrecht zu dieser Achse steht. Diese Lichtverteilungen waren der Art, die erforderlich ist, um über einen weiten Bereich von Betrachtungswinkeln das äußere Tageslichtfeld im Ozean zu entsprechen. Diese Beobachtungen geben starke Unterstützung für die Hypothese, dass die Funktion vieler Photophoren darin besteht, Tarnung zu erzeugen.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rspb.1972.0071",
    doi = "10.1098/rspb.1972.0071",
    number = "1067",
    openalex = "W2117282057",
    pages = "145-158",
    volume = "182",
    references = "doi101016014663135690003x, doi101017s0025315400005920, doi101017s0025315400016544, doi1010381981244a0, doi101038scientificamerican017164, doi101093bioscience1610752a, doi1010970001069419550400000011, doi103402tellusav12i39393, openalexw2417215454, openalexw2466257108"
}

@inproceedings{denton1972the2,
    author = "Denton, E. J. und Nicol, J. A. C. und Gilpin-Brown, J. B. und Wright, P. G",
    title = "Die Winkelverteilung des von einigen mesopelagischen Fischen erzeugten Lichts in Bezug auf ihre Tarnung",
    year = "1972",
    booktitle = "Proceedings of the Royal Society, London B, v. 182, S. 145-158",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Denton, E. J., Nicol, J. A. C., Gilpin-Brown, J. B., und Wright, P. G., 1972, Die Winkelverteilung des von einigen mesopelagischen Fischen erzeugten Lichts in Bezug auf ihre Tarnung: Proceedings of the Royal Society, London B, v. 182, S. 145-158.}"
}

@article{lawry1974lantern,
    author = "LAWRY, JAMES V.",
    title = "Lantern Fish vergleichen abwärtsströmendes Licht und Biolumineszenz",
    year = "1974",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/247155a0",
    doi = "10.1038/247155a0",
    number = "5437",
    openalex = "W2035729676",
    pages = "155-157",
    volume = "247",
    references = "denton1972the, doi101017s0025315400013072, doi1010381981244a0, doi10108010236247209386904, doi101098rstb19700037, doi101126science15137161399, doi101126science1603831991, doi101139f67047, doi101139f68040, doi101139f70088"
}

@article{doi101038265179a0,
    author = "Case, J. F. und Warner, Jon A. und Barnes, Anthony T. und Lowenstine, M.R.",
    title = "Biolumineszenz von Laternenfischen (Myctophidae) als Reaktion auf Änderungen der Lichtintensität",
    year = "1977",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/265179a0",
    doi = "10.1038/265179a0",
    openalex = "W2039817809",
    references = "doi1010381981244a0, lawry1974lantern"
}

@book{herring1978bioluminescence3,
    author = "Herring, P. J",
    title = "Bioluminescence in Action",
    year = "1978",
    publisher = "London, Academic Press",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Herring, P. J., 1978, Bioluminescence in Action: London, Academic Press.}"
}

Die mesopelagische Garnelenart Sergestes similis emittiert ventral gerichtete Biolumineszenz, die der Intensität der nach unten gerichteten Beleuchtung sehr nahe kommt und in der Lage ist, ihre Lichtausgabe schnell anzupassen, um Änderungen der Hintergrundintensität zu kompensieren. Maskierungsexperimente zeigen, dass die beteiligten Photorezeptoren die Komplexaugen oder angrenzende Gewebe sind. Die Lichtemission stammt von modifizierten Bereichen des Hepatopankreas und ähnelt dem ozeanischen Licht in der Winkelverteilung und den spektralen Eigenschaften. Normal ausgerichtete Tiere reagieren minimal auf nach oben gerichtetes Licht.

@article{doi101126science20343851109,
    author = "Warner, Jon A. und Latz, Michael I. und Case, James F.",
    title = "Kryptische Biolumineszenz bei einem Tiefseegarnelen",
    year = "1979",
    journal = "Science",
    abstract = "Die mesopelagische Garnelenart Sergestes similis emittiert ventral gerichtete Biolumineszenz, die der Intensität der nach unten gerichteten Beleuchtung sehr nahe kommt und in der Lage ist, ihre Lichtausgabe schnell anzupassen, um Änderungen der Hintergrundintensität zu kompensieren. Maskierungsexperimente zeigen, dass die beteiligten Photorezeptoren die Komplexaugen oder angrenzende Gewebe sind. Die Lichtemission stammt von modifizierten Bereichen des Hepatopankreas und ähnelt dem ozeanischen Licht in der Winkelverteilung und den spektralen Eigenschaften. Normal ausgerichtete Tiere reagieren minimal auf nach oben gerichtetes Licht.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.203.4385.1109",
    doi = "10.1126/science.203.4385.1109",
    openalex = "W2031735107"
}

Zwei Arten von mesopelagischen Tintenfischen verändern die Farbe ihrer Biolumineszenz während der Gegenbeleuchtung stark. Der Farbwechsel wird durch Änderungen der Wassertemperatur ausgelöst, die denen entsprechen, die diese vertikal wandernden Tiere normalerweise erleben. Diese Tintenfische können sich wahrscheinlich unter den verschiedenen Farben des einfallenden Lichts verstecken, das sie in ihren Tag- und Nachthabitaten antreffen.

@article{young1980bioluminescence,
    author = "Young, Richard Edward und Mencher, Frederick M.",
    title = "Biolumineszenz bei mesopelagischen Tintenfischen: Tag-Nacht-Farbwechsel während der Gegenbeleuchtung",
    year = "1980",
    journal = "Science",
    abstract = "Zwei Arten von mesopelagischen Tintenfischen verändern die Farbe ihrer Biolumineszenz während der Gegenbeleuchtung stark. Der Farbwechsel wird durch Änderungen der Wassertemperatur ausgelöst, die denen entsprechen, die diese vertikal wandernden Tiere normalerweise erleben. Diese Tintenfische können sich wahrscheinlich unter den verschiedenen Farben des einfallenden Lichts verstecken, das sie in ihren Tag- und Nachthabitaten antreffen.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.208.4449.1286",
    doi = "10.1126/science.208.4449.1286",
    number = "4449",
    openalex = "W2086541670",
    pages = "1286-1288",
    volume = "208",
    references = "denton1972the, doi1010079783642664687, doi101007bf00389215, doi1010160198014980900229, doi101017s0025315400013072, doi101111j146979981978tb03932x, doi101126science20343851109"
}

ZUSAMMENFASSUNG Leiognathiden sind Flachwasserfische des indo-pazifischen Raums, die ein zirkumösophageales, bakterielles Leuchtorgan besitzen. Visuelle Beobachtungen lebender Fische zeigten ein marmoriertes ventrales Leuchtmuster, das sowohl verhaltensbiologisch als auch morphologisch analysiert wurde. In verhaltensbiologischen Experimenten reagierten diese Fische auf eine Zunahme der Intensität des einfallenden Lichts mit einer Zunahme der Intensität des ventralen Leuchtens. Während die absoluten Leuchtintensitäten der Umgebungslichtintensität folgten, stiegen sie nicht direkt proportional zu den zunehmenden Intensitäten des einfallenden Lichts an; die Leuchtintensitäten waren bei niedrigen Lichtstärken näher an der Intensität des einfallenden Lichts. Die Gewebe, die zwischen dem inneren Leuchtorgan und der äußeren Umgebung liegen, sind für das beobachtete marmorierte Muster des ventralen Leuchtens verantwortlich. Darüber hinaus sind diese Gewebe, die in das Leuchtorgansystem integriert wurden, an der Steuerung der Intensität, der spektralen Qualität und der Winkelverteilung des Leuchtens des Fisches beteiligt. Der spektrale Peak der bakteriellen Leuchtleistung ganzer Fische (500 nm) wurde im Vergleich zum spektralen Peak der kultivierten Leuchtorgan-Symbionten (485–490 nm) um etwa 10 nm in Richtung Grün verschoben. Das Leuchten hatte die größte Intensität der äußeren Ausdrucksweise unter einem Winkel von 20–25° von der ventralen Mittellinie und war dorsal nicht nachweisbar. Das ventrale Beleuchtungsverhalten von Leiognathiden mit ihrer zugehörigen Morphologie wird mit den Gegenbeleuchtungssystemen verglichen und kontrastiert, die bei einer Reihe von mesopelagischen Fischen, Garnelen und Tintenfischen beschrieben wurden.

@article{doi101242jeb1561119,
    author = "McFall‐Ngai, Margaret und Morin, James G.",
    title = "Tarnung durch störende Beleuchtung bei Leiognathiden, einer Familie von Flachwasser-Biolumineszenten Fischen",
    year = "1991",
    journal = "Journal of Experimental Biology",
    abstract = "ZUSAMMENFASSUNG Leiognathiden sind Flachwasserfische des indo-pazifischen Raums, die ein zirkumösophageales, bakterielles Leuchtorgan besitzen. Visuelle Beobachtungen lebender Fische zeigten ein marmoriertes ventrales Leuchtmuster, das sowohl verhaltensbiologisch als auch morphologisch analysiert wurde. In verhaltensbiologischen Experimenten reagierten diese Fische auf eine Zunahme der Intensität des einfallenden Lichts mit einer Zunahme der Intensität des ventralen Leuchtens. Während die absoluten Leuchtintensitäten der Umgebungslichtintensität folgten, stiegen sie nicht direkt proportional zu den zunehmenden Intensitäten des einfallenden Lichts an; die Leuchtintensitäten waren bei niedrigen Lichtstärken näher an der Intensität des einfallenden Lichts. Die Gewebe, die zwischen dem inneren Leuchtorgan und der äußeren Umgebung liegen, sind für das beobachtete marmorierte Muster des ventralen Leuchtens verantwortlich. Darüber hinaus sind diese Gewebe, die in das Leuchtorgansystem integriert wurden, an der Steuerung der Intensität, der spektralen Qualität und der Winkelverteilung des Leuchtens des Fisches beteiligt. Der spektrale Peak der bakteriellen Leuchtleistung ganzer Fische (500 nm) wurde im Vergleich zum spektralen Peak der kultivierten Leuchtorgan-Symbionten (485–490 nm) um etwa 10 nm in Richtung Grün verschoben. Das Leuchten hatte die größte Intensität der äußeren Ausdrucksweise unter einem Winkel von 20–25° von der ventralen Mittellinie und war dorsal nicht nachweisbar. Das ventrale Beleuchtungsverhalten von Leiognathiden mit ihrer zugehörigen Morphologie wird mit den Gegenbeleuchtungssystemen verglichen und kontrastiert, die bei einer Reihe von mesopelagischen Fischen, Garnelen und Tintenfischen beschrieben wurden.",
    url = "https://doi.org/10.1242/jeb.156.1.119",
    doi = "10.1242/jeb.156.1.119",
    openalex = "W2342903842",
    references = "doi1010381981244a0, doi101098rspb19850051, openalexw2466257108, young1980bioluminescence"
}

Viele Tiefseespezies, insbesondere Krustentiere, Kopffüßer und Fische, nutzen Photophoren, um ihre ventralen Oberflächen zu beleuchten und so ihre Silhouetten für von unten blickende Räuber zu tarnen. Diese Strategie hat mehrere potenzielle Einschränkungen, von denen zwei hier untersucht werden. Erstens kann ein Räuber mit scharfer Sehkraft die einzelnen Photophoren auf der ventralen Oberfläche erkennen. Zweitens kann ein Räuber jede Diskrepanz zwischen dem Spektrum der Biolumineszenz und dem des Hintergrundlichts erkennen. Die erste Einschränkung wurde untersucht, indem die wahrgenommenen Bilder der Gegenbeleuchtung des Tintenfisches Abralia veranyi und des Myctophidenfisches Ceratoscopelus maderensis als Funktion der Entfernung und der Sehschärfe des Betrachters modelliert wurden. Die zweite Einschränkung wurde angegangen, indem die einfallende Strahlung unter Mond- und Sternenlicht gemessen und anschließend Unterwasserspektren modelliert wurden. Vier Wassertypen wurden untersucht: Küstenwasser in einer Tiefe von 5 m und ozeanisches Wasser in 5, 210 und 800 m. Das Erscheinungsbild der Gegenbeleuchtung wurde stärker durch die Sehschärfe des Betrachters als durch die Klarheit des Wassers beeinflusst, selbst bei relativ großen Entfernungen. Arten mit hoher Sehschärfe (0,11 Grad Auflösung) waren in der Lage, die einzelnen Photophoren einiger gegenbeleuchtender Signale in Entfernungen von mehreren Metern zu unterscheiden und damit die Tarnung zu durchbrechen. Tiefe und das Vorhandensein oder Fehlen von Mondlicht beeinflussten das Spektrum des Hintergrundlichts stark, insbesondere in der Nähe der Oberfläche. Die erhöhte Variabilität in der Nähe der Oberfläche wurde teilweise durch die höhere Kontrastdämpfung in flachen Tiefen ausgeglichen, was die Sichtweite von Diskrepanzen reduzierte. Diese Forschung hat Implikationen für die Erforschung der räumlichen Auflösung, der Kontrastempfindlichkeit und der Farbdiskriminierung in Tiefseesichtsystemen.

@article{doi1023071543624,
    author = "Johnsen, Sönke und Widder, Edith A. und Mobley, Curtis D.",
    title = "Propagation and Perception of Bioluminescence: Faktoren, die die Gegenbeleuchtung als eine Tarnstrategie beeinflussend",
    year = "2004",
    journal = "Biological Bulletin",
    abstract = "Viele Tiefseespezies, insbesondere Krustentiere, Kopffüßer und Fische, nutzen Photophoren, um ihre ventralen Oberflächen zu beleuchten und so ihre Silhouetten für von unten blickende Räuber zu tarnen. Diese Strategie hat mehrere potenzielle Einschränkungen, von denen zwei hier untersucht werden. Erstens kann ein Räuber mit scharfer Sehkraft die einzelnen Photophoren auf der ventralen Oberfläche erkennen. Zweitens kann ein Räuber jede Diskrepanz zwischen dem Spektrum der Biolumineszenz und dem des Hintergrundlichts erkennen. Die erste Einschränkung wurde untersucht, indem die wahrgenommenen Bilder der Gegenbeleuchtung des Tintenfisches Abralia veranyi und des Myctophidenfisches Ceratoscopelus maderensis als Funktion der Entfernung und der Sehschärfe des Betrachters modelliert wurden. Die zweite Einschränkung wurde angegangen, indem die einfallende Strahlung unter Mond- und Sternenlicht gemessen und anschließend Unterwasserspektren modelliert wurden. Vier Wassertypen wurden untersucht: Küstenwasser in einer Tiefe von 5 m und ozeanisches Wasser in 5, 210 und 800 m. Das Erscheinungsbild der Gegenbeleuchtung wurde stärker durch die Sehschärfe des Betrachters als durch die Klarheit des Wassers beeinflusst, selbst bei relativ großen Entfernungen. Arten mit hoher Sehschärfe (0,11 Grad Auflösung) waren in der Lage, die einzelnen Photophoren einiger gegenbeleuchtender Signale in Entfernungen von mehreren Metern zu unterscheiden und damit die Tarnung zu durchbrechen. Tiefe und das Vorhandensein oder Fehlen von Mondlicht beeinflussten das Spektrum des Hintergrundlichts stark, insbesondere in der Nähe der Oberfläche. Die erhöhte Variabilität in der Nähe der Oberfläche wurde teilweise durch die höhere Kontrastdämpfung in flachen Tiefen ausgeglichen, was die Sichtweite von Diskrepanzen reduzierte. Diese Forschung hat Implikationen für die Erforschung der räumlichen Auflösung, der Kontrastempfindlichkeit und der Farbdiskriminierung in Tiefseesichtsystemen.",
    url = "https://doi.org/10.2307/1543624",
    doi = "10.2307/1543624",
    openalex = "W2142081438",
    references = "denton1972the, doi1010079789401706193, doi1010160022519371901895, doi101016s0042698998002624, doi101017s1464793103006420, doi101038415609a, doi101098rspb19850051, doi101364ao32007484, openalexw1507653370, openalexw1564498658, openalexw1658472922, young1980bioluminescence"
}

Mesopelagische Fische kommen in allen Weltmeeren vor, doch ihre Häufigkeit und folglich ihre ökologische Bedeutung bleibt ungewiss. Die aktuelle globale Schätzung, die auf Netzfängen vor 1980 basiert, deutet auf eine globale Häufigkeit von einer Gigatonne (109 t) Nassgewicht hin. Hier berichten wir über neue Belege für eine effiziente Vermeidung solcher Fänge durch den häufigsten Myctophiden im Nordatlantik, d. h. Benthosema glaciale. Wir gehen davon aus, dass eine ähnliche Vermeidung von Netzen die konsistent höheren akustischen Häufigkeitsschätzungen von mesopelagischen Fischen aus verschiedenen Teilen der Weltmeere erklären kann. Es scheint, dass die Häufigkeit von mesopelagischen Fischen um eine Größenordnung unterschätzt wird, was darauf hindeutet, dass die Rolle von mesopelagischen Fischen in den Ozeanen möglicherweise revidiert werden muss.

@article{doi103354meps09785,
    author = "Kaartvedt, Stein und Staby, Arved und Aksnes, DL",
    title = "Effiziente Vermeidung von Schleppnetzen durch mesopelagische Fische führt zu einer starken Unterschätzung ihrer Biomasse",
    year = "2012",
    journal = "Marine Ecology Progress Series",
    abstract = "Mesopelagische Fische kommen in allen Weltmeeren vor, doch ihre Häufigkeit und folglich ihre ökologische Bedeutung bleibt ungewiss. Die aktuelle globale Schätzung, die auf Netzfängen vor 1980 basiert, deutet auf eine globale Häufigkeit von einer Gigatonne (109 t) Nassgewicht hin. Hier berichten wir über neue Belege für eine effiziente Vermeidung solcher Fänge durch den häufigsten Myctophiden im Nordatlantik, d. h. Benthosema glaciale. Wir gehen davon aus, dass eine ähnliche Vermeidung von Netzen die konsistent höheren akustischen Häufigkeitsschätzungen von mesopelagischen Fischen aus verschiedenen Teilen der Weltmeere erklären kann. Es scheint, dass die Häufigkeit von mesopelagischen Fischen um eine Größenordnung unterschätzt wird, was darauf hindeutet, dass die Rolle von mesopelagischen Fischen in den Ozeanen möglicherweise revidiert werden muss.",
    url = "https://doi.org/10.3354/meps09785",
    doi = "10.3354/meps09785",
    openalex = "W2034941158",
    references = "doi101017s1464793103006420"
}

Wir berichten über die Entdeckung von Lichtorganen (Photophoren) neben den dorsalen defensiven Dornen eines kleinen Tiefseelaternenhais (Etmopterus spinax). Durch eine visuelle Modellierung, die auf in vivo-Aufnahmen der Leuchtkraft basiert, zeigen wir, dass diese ungewöhnliche Lichtanzeige von potenziellen Raubtieren des Hais aus mehreren Metern Entfernung wahrgenommen werden könnte. Wir zeigen auch, dass die Leuchtkraft der mit den Dornen assoziierten Photophoren (SAPs) durch die mineralisierten Dornen hindurch sichtbar ist, die teilweise durchscheinend sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die SAPs entweder durch Nachahmung der Form der Dornen oder durch das Durchscheinen durch sie als einzigartiges visuelles Abschreckungsmittel für Raubtiere fungieren. Dieses auffällige dorsale Warnsignal ist eine überraschende Ergänzung zur ventralen leuchtenden Tarnung (Gegenbeleuchtung) des Hais.

@article{doi101038srep01308,
    author = "Claes, Julien M. und Dean, Mason N. und Nilsson, Dan-Eric und Hart, Nathan S. und Mallefet, Jérôme",
    title = "Ein Tiefseefisch mit „Lichtschwertern" – dorsale, mit Dornen assoziierte Leuchtkraft bei einem gegenleuchtenden Laternenhai",
    year = "2013",
    journal = "Scientific Reports",
    abstract = "Wir berichten über die Entdeckung von Lichtorganen (Photophoren) neben den dorsalen defensiven Dornen eines kleinen Tiefseelaternenhais (Etmopterus spinax). Durch eine visuelle Modellierung, die auf in vivo-Aufnahmen der Leuchtkraft basiert, zeigen wir, dass diese ungewöhnliche Lichtanzeige von potenziellen Raubtieren des Hais aus mehreren Metern Entfernung wahrgenommen werden könnte. Wir zeigen auch, dass die Leuchtkraft der mit den Dornen assoziierten Photophoren (SAPs) durch die mineralisierten Dornen hindurch sichtbar ist, die teilweise durchscheinend sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die SAPs entweder durch Nachahmung der Form der Dornen oder durch das Durchscheinen durch sie als einzigartiges visuelles Abschreckungsmittel für Raubtiere fungieren. Dieses auffällige dorsale Warnsignal ist eine überraschende Ergänzung zur ventralen leuchtenden Tarnung (Gegenbeleuchtung) des Hais.",
    url = "https://doi.org/10.1038/srep01308",
    doi = "10.1038/srep01308",
    openalex = "W1965517630",
    references = "doi101016jcub201108012, doi101016jcub201110014, doi101016jcub201202031, doi101093beheco141103, doi101098rspb19850051, doi101126science1174269, doi101139z97838, doi1011426102, doi101146annurevmarine120308081028, openalexw1511461941"
}

Mit einer aktuellen Schätzung von ~1.000 Millionen Tonnen dominieren mesopelagische Fische wahrscheinlich die weltweite Gesamtbiomasse der Fische. Allerdings zeigen jüngere akustische Beobachtungen, dass die Biomasse mesopelagischer Fische erheblich größer sein könnte als die aktuelle Schätzung. Hier kombinieren wir Modellierung und eine Sensitivitätsanalyse der akustischen Beobachtungen aus der Malaspina 2010 Weltumrundungsexpedition, um zu zeigen, dass die vorherige Schätzung mindestens um eine Größenordnung höher revidiert werden muss. Wir zeigen, dass zwischen der Biomasse der Fische im offenen Ozean und der Primärproduktion ein enger Zusammenhang besteht, und dass die Effizienz des Energietransfers von Phytoplankton zu mesopelagischen Fischen im offenen Ozean höher ist als typischerweise angenommen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rolle mesopelagischer Fische in ozeanischen Ökosystemen und globalen ozeanischen biogeochemischen Kreisläufen revidiert werden muss, da sie möglicherweise ~10 % der Primärproduktion in tiefen Gewässern atmen.

@article{doi101038ncomms4271,
    author = "Irigoien, Xabier und Klevjer, Thor A. und Røstad, Anders und Martínez, Udane und Boyra, Guillermo und Acuña, José Luis und Bode, Antonio und Echevarrı́a, Fidel und González-Gordillo, J. Ignacio und Hernández‐León, Santiago und Agustı́, Susana und Aksnes, Dag L. und Duarte, Carlos M. und Kaartvedt, Stein",
    title = "Large mesopelagic fishes biomass and trophic efficiency in the open ocean",
    year = "2014",
    journal = "Nature Communications",
    abstract = "Mit einer aktuellen Schätzung von \textasciitilde 1.000 Millionen Tonnen dominieren mesopelagische Fische wahrscheinlich die weltweite Gesamtbiomasse der Fische. Allerdings zeigen jüngere akustische Beobachtungen, dass die Biomasse mesopelagischer Fische erheblich größer sein könnte als die aktuelle Schätzung. Hier kombinieren wir Modellierung und eine Sensitivitätsanalyse der akustischen Beobachtungen aus der Malaspina 2010 Weltumrundungsexpedition, um zu zeigen, dass die vorherige Schätzung mindestens um eine Größenordnung höher revidiert werden muss. Wir zeigen, dass zwischen der Biomasse der Fische im offenen Ozean und der Primärproduktion ein enger Zusammenhang besteht, und dass die Effizienz des Energietransfers von Phytoplankton zu mesopelagischen Fischen im offenen Ozean höher ist als typischerweise angenommen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rolle mesopelagischer Fische in ozeanischen Ökosystemen und globalen ozeanischen biogeochemischen Kreisläufen revidiert werden muss, da sie möglicherweise \textasciitilde 10\% der Primärproduktion in tiefen Gewässern atmen.",
    url = "https://doi.org/10.1038/ncomms4271",
    doi = "10.1038/ncomms4271",
    openalex = "W2099984711",
    references = "doi1010160304380092900168, doi101017cbo9780511623370, doi101038374255a0, doi10108010618600199610474713, doi1011111467988400145, doi101111j16000587200906299x, doi101111j20070906759005171x, doi101126science166390172, doi101357002224007781567621, doi1023073996, doi104319lo19974210001"
}

@incollection{björn2015bioluminescence,
    author = "Björn, Lars Olof und Ghiradella, Helen",
    title = "Bioluminescence",
    year = "2015",
    booktitle = "Photobiologie",
    url = "https://doi.org/10.1007/978-1-4939-1468-5\_26",
    doi = "10.1007/978-1-4939-1468-5\_26",
    pages = "399-413"
}

Zusammenfassung Akustische Erhebungsmethoden sind nützlich, um die Verteilung, Häufigkeit und Biomasse von mesopelagischen Fischen, einem Schlüsselbestandteil der offenen Ozean-Ökosysteme, zu schätzen. Allerdings stellen mesopelagische Fische aufgrund ihrer geringen Größe, ihres großen Tiefenbereichs, ihrer gemischten Aggregationen und ihrer von der Länge abhängigen akustischen Reflexion mehrere Herausforderungen für die akustische Biomasseabschätzung dar, die sie von den größeren epipelagischen und neritischen Fischen unterscheiden, für die diese Methoden entwickelt wurden. Vor allem hat die Tiefe einen starken Einfluss auf die Schwimmblasenresonanz, so dass akustische Erhebungen von mesopelagischen Fischen eine Tiefenstratifizierung einbeziehen müssen. Zusätzlich sind die 1–3 cm großen Jungtiere vieler Arten nicht nur häufiger, sondern können auch stärkere akustische Rückstreuer sein als die größeren Erwachsenen, die den Großteil der Biomasse ausmachen. Die dominierenden Arten in Bezug auf die Biomasse können somit schwache akustische Rückstreuer sein. Das Versäumnis, Tiefe, die vollständige Größenverteilung und bestimmte weniger häufige Arten angemessen in mesopelagische akustische Analysen einzubeziehen, könnte zu Fehlern in der geschätzten Biomasse von bis zu drei Größenordnungen führen. Daher ist eine gründliche Validierung oder „Ground-Truthing" der Artenzusammensetzung, der Tiefenstruktur, der Populationsgrößenverteilung, der Fangeffizienz des Sampling-Geräts und der akustischen Eigenschaften der vorliegenden Fische für glaubwürdige akustische Schätzungen der mesopelagischen Fischbiomasse entscheidend. Dies ist nicht unlösbar, erfordert aber mehr Zusatzdaten als üblicherweise gesammelt werden.

@article{doi101093icesjmsfsv023,
    author = "Davison, Peter C. und Koslow, J. Anthony und Kloser, Rudy",
    title = "Akustische Biomasseabschätzung von mesopelagischen Fischen: Rückstreuung von Individuen, Populationen und Gemeinschaften",
    year = "2015",
    journal = "ICES Journal of Marine Science",
    abstract = "Zusammenfassung Akustische Erhebungsmethoden sind nützlich, um die Verteilung, Häufigkeit und Biomasse von mesopelagischen Fischen, einem Schlüsselbestandteil der offenen Ozean-Ökosysteme, zu schätzen. Allerdings stellen mesopelagische Fische aufgrund ihrer geringen Größe, ihres großen Tiefenbereichs, ihrer gemischten Aggregationen und ihrer von der Länge abhängigen akustischen Reflexion mehrere Herausforderungen für die akustische Biomasseabschätzung dar, die sie von den größeren epipelagischen und neritischen Fischen unterscheiden, für die diese Methoden entwickelt wurden. Vor allem hat die Tiefe einen starken Einfluss auf die Schwimmblasenresonanz, so dass akustische Erhebungen von mesopelagischen Fischen eine Tiefenstratifizierung einbeziehen müssen. Zusätzlich sind die 1–3 cm großen Jungtiere vieler Arten nicht nur häufiger, sondern können auch stärkere akustische Rückstreuer sein als die größeren Erwachsenen, die den Großteil der Biomasse ausmachen. Die dominierenden Arten in Bezug auf die Biomasse können somit schwache akustische Rückstreuer sein. Das Versäumnis, Tiefe, die vollständige Größenverteilung und bestimmte weniger häufige Arten angemessen in mesopelagische akustische Analysen einzubeziehen, könnte zu Fehlern in der geschätzten Biomasse von bis zu drei Größenordnungen führen. Daher ist eine gründliche Validierung oder „Ground-Truthing" der Artenzusammensetzung, der Tiefenstruktur, der Populationsgrößenverteilung, der Fangeffizienz des Sampling-Geräts und der akustischen Eigenschaften der vorliegenden Fische für glaubwürdige akustische Schätzungen der mesopelagischen Fischbiomasse entscheidend. Dies ist nicht unlösbar, erfordert aber mehr Zusatzdaten als üblicherweise gesammelt werden.",
    url = "https://doi.org/10.1093/icesjms/fsv023",
    doi = "10.1093/icesjms/fsv023",
    openalex = "W2042361955"
}

Trotzdem sie für unser Auge strukturlos erscheinen, ist das offene Meer für polarisationsempfindliche Betrachter eine hochvariable Umgebung. Dynamische visuelle Hintergründe in Kombination mit Begegnungen mit Raubtieren aus allen möglichen Richtungen machen diesen Lebensraum zu einem der herausforderndsten für Tarnung. Wir haben die Tarnung von Open-Ocean-Fischen in der Natur getestet, indem wir mehr als 1500 Videopolarimetrie-Messungen von lebenden Fischen aus verschiedenen Lebensräumen unter verschiedenen Betrachtungsbedingungen gesammelt haben. Open-Ocean-Fischarten zeigten eine Tarnung, die überlegen war zu der von sowohl Küstenfischen als auch spiegelähnlichen Oberflächen, mit signifikant höherer Krypsis an Winkeln, die mit der Detektion und Verfolgung von Raubtieren assoziiert sind. Histologische Messungen zeigten, dass spezifische Anordnungen von reflektierenden Guanine-Plättchen in der Haut der Fichte winkelabhängige Polarisationmodifikationen für Polarocrypsis im offenen Ozean erzeugen, was einen Mechanismus für natürliche Selektion zur Gestaltung von Reflexionseigenschaften in dieser komplexen Umgebung nahelegt.

@article{doi101126scienceaad5284,
    author = "Brady, Parrish und Gilerson, Alexander und Kattawar, George W. und Sullivan, James M. und Twardowski, Michael und Dierssen, Heidi M. und Gao, Meng und Travis, Kort und Etheredge, Robert Ian und Tonizzo, Alberto und Ibrahim, Amir und Carrizo, Carlos und Gu, Yalong und Russell, Brandon und Mislinski, Kathryn und Zhao, Shulei und Cummings, Molly E.",
    title = "Open-ocean fish reveal an omnidirectional solution to camouflage in polarized environments",
    year = "2015",
    journal = "Science",
    abstract = "Trotzdem sie für unser Auge strukturlos erscheinen, ist das offene Meer eine hochvariable Umgebung für polarisationsempfindliche Betrachter. Dynamische visuelle Hintergründe in Kombination mit Begegnungen mit Raubtieren aus allen möglichen Richtungen machen diesen Lebensraum zu einem der herausforderndsten für Tarnung. Wir haben die Tarnung von Open-Ocean-Fischen in der Natur getestet, indem wir mehr als 1500 Videopolarimetrie-Messungen von lebenden Fischen aus verschiedenen Lebensräumen unter verschiedenen Betrachtungsbedingungen gesammelt haben. Open-Ocean-Fischarten zeigten eine Tarnung, die überlegen war zu der von sowohl Küstenfischen als auch spiegelähnlichen Oberflächen, mit signifikant höherer Krypsis an Winkeln, die mit der Detektion und Verfolgung von Raubtieren assoziiert sind. Histologische Messungen zeigten, dass spezifische Anordnungen von reflektierenden Guanine-Plättchen in der Haut der Fische winkelabhängige Polarisationmodifikationen für Polarocrypsis im offenen Ozean erzeugen, was einen Mechanismus für natürliche Selektion zur Gestaltung von Reflexionseigenschaften in dieser komplexen Umgebung nahelegt.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.aad5284",
    doi = "10.1126/science.aad5284",
    openalex = "W2290428086",
    references = "doi101146annurevmarine010213135018"
}

Biolumineszenz (BL) ist ein spektakuläres Phänomen, das die Lichtemission durch lebende Organismen umfasst. Sie wird durch die Oxidation eines kleinen organischen Moleküls, Luciferin, mit molekularem Sauerstoff verursacht, die vom Enzym Luciferase katalysiert wird. In der Natur gibt es etwa 30 verschiedene BL-Systeme, von denen nur 9 in Bezug auf ihre Reaktionsmechanismen in unterschiedlichem Maße untersucht wurden. Eine breite Palette von in vitro- und in vivo-analytischen Techniken wurde auf Basis der BL entwickelt, einschließlich Tests für verschiedene Analyten, Immunoassays, Genexpressionsassays, Drug Screening, Bioimaging von lebenden Organismen, Krebsstudien, die Untersuchung von Infektionskrankheiten und Umweltüberwachung. Diese Übersicht zielt darauf ab, die wichtigsten bestehenden Anwendungen für Biolumineszenz im Kontext der Vielfalt der Luciferasen und ihrer Substrate, Luciferine, abzudecken. Insbesondere werden die Eigenschaften und Anwendungen von d-Luciferin, Coelenterazin, bakteriellen, Cypridina- und Dinoflagellaten-Luciferinen sowie ihren Analoga zusammen mit ihren entsprechenden Luciferasen beschrieben. Schließlich werden auch vier weitere selten untersuchte biolumineszente Systeme (die der Lappenmuschel Latia, Regenwürmer Diplocardia und Fridericia und höhere Pilze), die für zukünftige Anwendungen vielversprechend sind, diskutiert.

@article{doi101039c6cs00296j,
    author = "Kaskova, Zinaida M. und Tsarkova, Aleksandra S. und Yampolsky, Ilia V.",
    title = "1001 lights: Luciferine, Luciferasen, ihre Wirkungsmechanismen und Anwendungen in der chemischen Analyse, Biologie und Medizin",
    year = "2016",
    journal = "Chemical Society Reviews",
    abstract = "Biolumineszenz (BL) ist ein spektakuläres Phänomen, das die Lichtemission durch lebende Organismen umfasst. Sie wird durch die Oxidation eines kleinen organischen Moleküls, Luciferin, mit molekularem Sauerstoff verursacht, die vom Enzym Luciferase katalysiert wird. In der Natur gibt es etwa 30 verschiedene BL-Systeme, von denen nur 9 in Bezug auf ihre Reaktionsmechanismen in unterschiedlichem Maße untersucht wurden. Eine breite Palette von in vitro- und in vivo-analytischen Techniken wurde auf Basis der BL entwickelt, einschließlich Tests für verschiedene Analyten, Immunoassays, Genexpressionsassays, Drug Screening, Bioimaging von lebenden Organismen, Krebsstudien, die Untersuchung von Infektionskrankheiten und Umweltüberwachung. Diese Übersicht zielt darauf ab, die wichtigsten bestehenden Anwendungen für Biolumineszenz im Kontext der Vielfalt der Luciferasen und ihrer Substrate, Luciferine, abzudecken. Insbesondere werden die Eigenschaften und Anwendungen von d-Luciferin, Coelenterazin, bakteriellen, Cypridina- und Dinoflagellaten-Luciferinen sowie ihren Analoga zusammen mit ihren entsprechenden Luciferasen beschrieben. Schließlich werden auch vier weitere selten untersuchte biolumineszente Systeme (die der Lappenmuschel Latia, Regenwürmer Diplocardia und Fridericia und höhere Pilze), die für zukünftige Anwendungen vielversprechend sind, diskutiert.",
    url = "https://doi.org/10.1039/c6cs00296j",
    doi = "10.1039/c6cs00296j",
    openalex = "W2518749305",
    references = "doi1011426102"
}

Biolumineszenz ist primär ein marines Phänomen, wobei 80 % der metazoischen biolumineszenten Gattungen in den Weltmeeren vorkommen. Hier zeigen wir, dass Biolumineszenz sich wiederholt entwickelt hat und phylogenetisch weit verbreitet bei Strahlenflossern ist. Wir rekonstruieren 27 unabhängige evolutionäre Ereignisse der Biolumineszenz, alle bei marinen Fischlinien. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass sich Biolumineszenz viel häufiger entwickelt hat als zuvor für Fische und den Baum des Lebens angenommen. Unsere Untersuchung der makroevolutionären Muster biolumineszenter Linien zeigt, dass die heutige Vielfalt einiger Küsten- und Tiefseebiolumineszenten Fischlinien, die Biolumineszenz zur Kommunikation, Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung nutzen, eine außergewöhnliche Artenvielfalt im Verhältnis zum Kladenalter aufweisen. Wir zeigen, dass eine außergewöhnliche Artenvielfalt insbesondere bei Tiefseefischen mit intrinsischen biolumineszenten Systemen und sowohl bei Küsten- als auch bei Tiefseelinien mit leuchtenden Systemen zur Kommunikation auftritt.

@article{doi101371journalpone0155154,
    author = "Davis, Matthew P. und Sparks, John S. und Smith, William L.",
    title = "Repeated and Widespread Evolution of Bioluminescence in Marine Fishes",
    year = "2016",
    journal = "PLoS ONE",
    abstract = "Biolumineszenz ist primär ein marines Phänomen mit 80\% der metazoischen biolumineszenten Gattungen, die in den Weltmeeren vorkommen. Hier zeigen wir, dass Biolumineszenz sich wiederholt entwickelt hat und phylogenetisch weit verbreitet bei Strahlenflossern ist. Wir rekonstruieren 27 unabhängige evolutionäre Ereignisse der Biolumineszenz, alle bei marinen Fischlinien. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass sich Biolumineszenz viel häufiger entwickelt hat als zuvor für Fische und den Baum des Lebens angenommen. Unsere Untersuchung der makroevolutionären Muster biolumineszenter Linien zeigt, dass die heutige Vielfalt einiger Küsten- und Tiefseebiolumineszenten Fischlinien, die Biolumineszenz zur Kommunikation, Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung nutzen, eine außergewöhnliche Artenvielfalt im Verhältnis zum Kladenalter aufweisen. Wir zeigen, dass eine außergewöhnliche Artenvielfalt insbesondere bei Tiefseefischen mit intrinsischen biolumineszenten Systemen und sowohl bei Küsten- als auch bei Tiefseelinien mit leuchtenden Systemen zur Kommunikation auftritt.",
    url = "https://doi.org/10.1371/journal.pone.0155154",
    doi = "10.1371/journal.pone.0155154",
    openalex = "W2417326502",
    references = "doi101002bio1170010303, doi101073pnas0811087106, doi101073pnas1206625109, doi10108010635150490522232, doi101093bioinformaticsbtm538, doi101093molbevmsn083, doi101093nargkf436, doi101111j001438202001tb00826x, doi101126science1174269, doi101146annurevmarine120308081028, doi101186147121487214, doi101186s1286201504466"
}

Biolumineszenz ist ein faszinierendes Phänomen, das in zahlreichen Tiergruppen im Ozean vorkommt. Der in Riffen lebende Gabelflossen-Laternenfisch (Anomalops katoptron) kann in großen Schwärmen während mondloser Nächte in flachen Gewässern von Korallenriffen und im offenen umgebenden Wasser gefunden werden. Anomalops katoptron erzeugen auffällige Blinkmuster mit symbiotischen Bakterien in ihren subokularen Lichtorganen. Wir untersuchten die Blinkfrequenz bei A. katoptron unter verschiedenen Laborbedingungen. Während der Nacht schwimmt A. katoptron in Schwärmen grob parallel zu seinen Artgenossen und zeigt hohe Blinkfrequenzen von etwa 90 Blinzeln/Minute mit gleichen Ein- und Ausschaltzeiten. Wenn jedoch planktonisches Beutetier im Versuchstank detektiert wurde, erhöhte sich die Öffnungszeit im Vergleich zu den Öffnungszeiten in Abwesenheit von Beute, und die Frequenz sank auf 20 % im Vergleich zur Blinkfrequenz nachts in Abwesenheit von planktonischem Beutetier. Tagsüber, wenn sich der Schwarm in einer Höhle im Riffbecken befindet, sinkt die Blinkfrequenz auf etwa 9 Blinzeln/Minute mit zunehmenden Ausschaltzeiten des Lichtorgans. Überraschenderweise zeigten die nicht-leuchtenden A. katoptron mit nicht-funktionalen Lichtorganen nachts und tagsüber dieselben Blinkfrequenzen und Lichtorgan-Öffnungs-/Schließzeiten wie ihre leuchtenden Artgenossen. In Anwesenheit von Plankton zeigten nicht-leuchtende Exemplare keine Änderung der Blinkfrequenz und der Öffnungs-/Schließzeiten im Vergleich zu leuchtenden A. katoptron. Unsere Experimente in einem Riffbecken zeigen, dass A. katoptron biolumineszente Beleuchtung nutzen, um planktonisches Beutetier zu erkennen, und dass die Blinkfrequenz der Lichtorgane von A. katoptron einer exogenen Kontrolle durch das Umgebungslicht folgt.

@article{doi101371journalpone0170489,
    author = "Hellinger, Jens und Jägers, Peter und Donner, Marcel und Sutt, Franziska und Mark, Melanie D. und Senen, Budiono und Tollrian, Ralph und Herlitze, Stefan",
    title = "Der Laternenfisch Anomalops katoptron nutzt biolumineszentes Licht, um Beute im Dunkeln zu erkennen",
    year = "2017",
    journal = "PLoS ONE",
    abstract = "Biolumineszenz ist ein faszinierendes Phänomen, das in zahlreichen Tiergruppen im Ozean vorkommt. Der in Riffen lebende Gabelflossen-Laternenfisch (Anomalops katoptron) kann in großen Schwärmen während mondloser Nächte in flachen Gewässern von Korallenriffen und im offenen umgebenden Wasser gefunden werden. Anomalops katoptron erzeugen auffällige Blinkmuster mit symbiotischen Bakterien in ihren subokularen Lichtorganen. Wir untersuchten die Blinkfrequenz bei A. katoptron unter verschiedenen Laborbedingungen. Während der Nacht schwimmt A. katoptron in Schwärmen grob parallel zu seinen Artgenossen und zeigt hohe Blinkfrequenzen von etwa 90 Blinzeln/Minute mit gleichen Ein- und Ausschaltzeiten. Wenn jedoch planktonisches Beutetier im Versuchstank detektiert wurde, erhöhte sich die Öffnungszeit im Vergleich zu den Öffnungszeiten in Abwesenheit von Beute, und die Frequenz sank auf 20 % im Vergleich zur Blinkfrequenz nachts in Abwesenheit von planktonischem Beutetier. Tagsüber, wenn sich der Schwarm in einer Höhle im Riffbecken befindet, sinkt die Blinkfrequenz auf etwa 9 Blinzeln/Minute mit zunehmenden Ausschaltzeiten des Lichtorgans. Überraschenderweise zeigten die nicht-leuchtenden A. katoptron mit nicht-funktionalen Lichtorganen nachts und tagsüber dieselben Blinkfrequenzen und Lichtorgan-Öffnungs-/Schließzeiten wie ihre leuchtenden Artgenossen. In Anwesenheit von Plankton zeigten nicht-leuchtende Exemplare keine Änderung der Blinkfrequenz und der Öffnungs-/Schließzeiten im Vergleich zu leuchtenden A. katoptron. Unsere Experimente in einem Riffbecken zeigen, dass A. katoptron biolumineszente Beleuchtung nutzen, um planktonisches Beutetier zu erkennen, und dass die Blinkfrequenz der Lichtorgane von A. katoptron einer exogenen Kontrolle durch das Umgebungslicht folgt.",
    url = "https://doi.org/10.1371/journal.pone.0170489",
    doi = "10.1371/journal.pone.0170489",
    openalex = "W2586945288",
    references = "doi101007bf00163984, doi101007bf00300175, doi101007bf00428634, doi101038srep01308, doi101038srep04328, doi101126science1174269, doi101146annurevmarine120308081028, doi101242jeb012880, doi101371journalpone0155154, doi1018900012965820010822177icacia20co2, doi1018900903131"
}

Zusammenfassung Die mesopelagische Gemeinschaft ist wichtig für den nach unten gerichteten Kohlenstofftransport im Ozean und stellt eine potenzielle Nahrungsquelle für den Menschen dar. Schätzungen der globalen Biomasse mesopelagischer Fische variieren erheblich (zwischen 1 und 20 Gt). Hier entwickeln wir ein globales Modell zur Biomasse mesopelagischer Fische unter Verwendung von tagsüber gemessenem 38 kHz akustischem Rückstreusignal aus tiefen Streuschichten. Das Modell-Rückstreusignal entsteht überwiegend durch Fische und Siphonophoren, doch die relativen Anteile von Siphonophoren und Fischen sowie mehrere Parameter im Modell sind unsicher. Wir verwenden Simulationen, um die Biomasse und die Varianz der Biomasse zu schätzen, die über drei verschiedene Szenarien bestimmt wurde: S1, bei dem alle Fische gasgefüllte Schwimmblasen haben, und S2 und S3, bei denen ein Anteil der Fische dies nicht tun. Unsere Biomasse-Schätzungen lagen zwischen 1,8 und 16 Gt (25–75%-Quartilsbereiche), und die Medianwerte von S1 bis S3 betrugen 3,8, 4,6 und 8,3 Gt, jeweils. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, dass für eine gegebene Menge an Fisch-Rückstreusignal das Fisch-Schwimmblasenvolumen, seine Größenverteilung und sein Seitenverhältnis die Parameter sind, die die meisten Variationen (d. h. die größte Unsicherheit) in der Biomasseschätzung verursachen. Die Bestimmung dieser Parameter sollte in zukünftigen Studien priorisiert werden, ebenso wie die Bestimmung des Anteils des Rückstreusignals, der auf Siphonophoren zurückzuführen ist.

@article{doi101093icesjmsfsy037,
    author = "Proud, Roland und Handegard, Nils Olav und Kloser, Rudy und Cox, Martin J. und Brierley, Andrew S.",
    title = "Von Siphonophoren bis zu tiefen Streuschichten: Unsicherheitsbereiche für die Schätzung der globalen Biomasse mesopelagischer Fische",
    year = "2018",
    journal = "ICES Journal of Marine Science",
    abstract = "Zusammenfassung Die mesopelagische Gemeinschaft ist wichtig für den nach unten gerichteten Kohlenstofftransport im Ozean und stellt eine potenzielle Nahrungsquelle für den Menschen dar. Schätzungen der globalen Biomasse mesopelagischer Fische variieren erheblich (zwischen 1 und 20 Gt). Hier entwickeln wir ein globales Modell zur Biomasse mesopelagischer Fische unter Verwendung von tagsüber gemessenem 38 kHz akustischem Rückstreusignal aus tiefen Streuschichten. Das Modell-Rückstreusignal entsteht überwiegend durch Fische und Siphonophoren, doch die relativen Anteile von Siphonophoren und Fischen sowie mehrere Parameter im Modell sind unsicher. Wir verwenden Simulationen, um die Biomasse und die Varianz der Biomasse zu schätzen, die über drei verschiedene Szenarien bestimmt wurde: S1, bei dem alle Fische gasgefüllte Schwimmblasen haben, und S2 und S3, bei denen ein Anteil der Fische dies nicht tun. Unsere Biomasse-Schätzungen lagen zwischen 1,8 und 16 Gt (25–75%-Quartilsbereiche), und die Medianwerte von S1 bis S3 betrugen 3,8, 4,6 und 8,3 Gt, jeweils. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, dass für eine gegebene Menge an Fisch-Rückstreusignal das Fisch-Schwimmblasenvolumen, seine Größenverteilung und sein Seitenverhältnis die Parameter sind, die die meisten Variationen (d. h. die größte Unsicherheit) in der Biomasseschätzung verursachen. Die Bestimmung dieser Parameter sollte in zukünftigen Studien priorisiert werden, ebenso wie die Bestimmung des Anteils des Rückstreusignals, der auf Siphonophoren zurückzuführen ist.",
    url = "https://doi.org/10.1093/icesjms/fsy037",
    doi = "10.1093/icesjms/fsy037",
    openalex = "W2800543464",
    references = "doi101016jtree201303008, doi103389fmars201600181"
}

HINTERGRUND: In der Dunkelheit des Ozeans haben eine beeindruckende Anzahl von Taxa die Fähigkeit entwickelt, Licht zu emittieren. Viele mesopelagische Organismen emittieren ein schwaches ventrales Leuchten, das mit dem restlichen Umgebungslicht übereinstimmt, um sich zu tarnen (Funktion der Gegenbeleuchtung). Haie nutzen ihre Biolumineszenz hauptsächlich zu diesem Zweck. Spezifische laterale Markierungen wurden bei Etmopteridae-Haien (einer der beiden bekannten leuchtenden Hai-Familien) beobachtet, was auf eine inter-/intraspezifische Erkennung hindeutet. Im Gegensatz dazu sind dorsale Leuchtmuster bei diesen Tiefseeorganismen selten. ERGEBNISSE: Dorsale Leuchtmuster wurden beobachtet. Diese dorsalen Muster bestehen aus spezifischen Linien leuchtender Organe, sogenannten Photophoren, auf dem Rostrum, dem dorsalen Bereich und am Rand des Rückgrats. Dieses dorsale Licht scheint im Gegensatz zur gegenleuchtenden Funktion der ventralen Photophoren zu stehen. Allerdings zeigen Hautphotophoren, die die defensiven dorsalen Stacheln umgeben, ein präzises Muster, das eine aposematische Funktion für diese Biolumineszenz unterstützt. Durch in-situ-Bildgebung, morphologische und histologische Analysen haben wir das Muster der dorsalen Lichtemission bei diesen Arten rekonstruiert, mit einem Schwerpunkt auf der lichtproduzierenden Haut, die mit dem Rückgrat assoziiert ist. Analysen von Videomaterial validierten zum ersten Mal die defensive Funktion der dorsalen Stacheln. Schließlich fanden wir keine Beweise dafür, dass Etmopteridae giftige mit dem Rückgrat assoziierte Drüsen besitzen, die in Squalidae und Heterodontidae vorhanden sind, mittels MRT- und CT-Scans. SCHLUSSFOLGERUNG: Diese Arbeit hebt zum ersten Mal ein artspezifisches leuchtendes dorsales Muster bei drei Tiefsee-Laternenhaien hervor. Wir schlagen eine aposematische Nutzung der Biolumineszenz vor, um die Anwesenheit der dorsalen Stacheln zu offenbaren. Trotz des Fehlens eines Giftapparats wird die defensive Nutzung der Stacheln erstmals in-situ durch Videoaufnahmen dokumentiert.

@article{doi101186s4085101901262,
    author = "Duchatelet, Laurent und Pinte, Nicolas und Tomita, Taketeru und Sato, Keiichi und Mallefet, Jérôme",
    title = "Etmopteridae bioluminescence: dorsal pattern specificity and aposematic use",
    year = "2019",
    journal = "Zoological Letters",
    abstract = "HINTERGRUND: In der Dunkelheit des Ozeans haben eine beeindruckende Anzahl von Taxa die Fähigkeit entwickelt, Licht zu emittieren. Viele mesopelagische Organismen emittieren ein schwaches ventrales Leuchten, das mit dem restlichen Umgebungslicht übereinstimmt, um sich zu tarnen (Funktion der Gegenbeleuchtung). Haie nutzen ihre Biolumineszenz hauptsächlich zu diesem Zweck. Spezifische laterale Markierungen wurden bei Etmopteridae-Haien (einer der beiden bekannten leuchtenden Hai-Familien) beobachtet, was auf eine inter-/intraspezifische Erkennung hindeutet. Im Gegensatz dazu sind dorsale Leuchtmuster bei diesen Tiefseeorganismen selten. ERGEBNISSE: Dorsale Leuchtmuster wurden beobachtet. Diese dorsalen Muster bestehen aus spezifischen Linien leuchtender Organe, sogenannten Photophoren, auf dem Rostrum, dem dorsalen Bereich und am Rand des Rückgrats. Dieses dorsale Licht scheint im Gegensatz zur gegenleuchtenden Funktion der ventralen Photophoren zu stehen. Allerdings zeigen Hautphotophoren, die die defensiven dorsalen Stacheln umgeben, ein präzises Muster, das eine aposematische Funktion für diese Biolumineszenz unterstützt. Durch in-situ-Bildgebung, morphologische und histologische Analysen haben wir das Muster der dorsalen Lichtemission bei diesen Arten rekonstruiert, mit einem Schwerpunkt auf der lichtproduzierenden Haut, die mit dem Rückgrat assoziiert ist. Analysen von Videomaterial validierten zum ersten Mal die defensive Funktion der dorsalen Stacheln. Schließlich fanden wir keine Beweise dafür, dass Etmopteridae giftige mit dem Rückgrat assoziierte Drüsen besitzen, die in Squalidae und Heterodontidae vorhanden sind, mittels MRT- und CT-Scans. SCHLUSSFOLGERUNG: Diese Arbeit hebt zum ersten Mal ein artspezifisches leuchtendes dorsales Muster bei drei Tiefsee-Laternenhaien hervor. Wir schlagen eine aposematische Nutzung der Biolumineszenz vor, um die Anwesenheit der dorsalen Stacheln zu offenbaren. Trotz des Fehlens eines Giftapparats wird die defensive Nutzung der Stacheln erstmals in-situ durch Videoaufnahmen dokumentiert.",
    url = "https://doi.org/10.1186/s40851-019-0126-2",
    doi = "10.1186/s40851-019-0126-2",
    openalex = "W2937650742",
    references = "doi101038srep04328, doi101186s1286201504466"
}

Schwimmende Fische, wie fliegende Vögel und schwärmende Insekten, zeigen bemerkenswerte Verhaltenskoordination. Obwohl über 25 % der Fischarten Schwarmverhalten zeigen, wurde nächtliches Schwarmverhalten selten beobachtet oder berichtet. Dies liegt daran, dass das Sehen die primäre Modalität für das Schwarmverhalten ist, was durch die Tatsache bestätigt wird, dass die meisten Fischschwärme bei kritisch niedrigen Lichtpegeln zerstreuen. Hier berichten wir über eine große Aggregation der biolumineszenten Laternenfische Anomalops katoptron, die während mehrerer Mondphasen, einschließlich des Neumonds, nächtliches Schwarmverhalten zeigten. Daten wurden mit einer Reihe von Low-Light-Bildgeräten aufgezeichnet, einschließlich einer hochgeschwindigkeits-, hochauflösenden wissenschaftlichen complementary metal-oxide-semiconductor (sCMOS)-Kamera. Die Bildanalyse ergab nächtliches Schwarmverhalten mit synchronisierten biolumineszenten Blitzdarstellungen und zeigte, dass die Synchronie der Schwarmbewegung eine Korrelation mit der relativen Schwimmgeschwindigkeit aufweist. Ein Computermodell des Schwarmverhaltens von Laternenfischen zeigt, dass nur ein kleiner Prozentsatz der Individuen Biolumineszenz zeigen muss, damit der Schwarmzusammenhalt aufrechterhalten wird. Das Schwarmverhalten von Laternenfischen ist unter den Fischen einzigartig, da Biolumineszenz Schwarmverhalten unter Bedingungen ohne Umgebungslicht ermöglicht. Darüber hinaus können einige Mitglieder weiterhin am Schwarm teilnehmen, ohne aktiv ihre Biolumineszenz zu zeigen. Die Bildanalyse unserer Felddaten und des Modells zeigt, dass, wenn ein kleiner Prozentsatz der Fische motiviert wird, die Richtung zu ändern, der Rest des Schwarms folgt. Die Verwendung von Biolumineszenz durch Laternenfische, um Schwarmverhalten in flachem Wasser zu ermöglichen, fügt eine zusätzliche ökologische Anwendung zur Biolumineszenz hinzu und deutet darauf hin, dass das Schwarmverhalten bei mesopelagischen biolumineszenten Fischen ebenfalls durch lumineszente Darstellungen vermittelt sein könnte.

@article{doi101371journalpone0219852,
    author = "Gruber, David F. und Phillips, Brennan und O'Brien, Rory und Boominathan, Vivek und Veeraraghavan, Ashok und Vasan, Ganesh und O'Brien, Peter und Pieribone, Vincent A. und Sparks, John S.",
    title = "Biolumineszente Blitze steuern das nächtliche Schwarmverhalten und synchronisierte Schwimm Dynamiken bei Laternenfischen",
    year = "2019",
    journal = "PLoS ONE",
    abstract = "Schwimmende Fische, wie fliegende Vögel und schwärmende Insekten, zeigen bemerkenswerte Verhaltenskoordination. Obwohl über 25 % der Fischarten Schwarmverhalten zeigen, wurde nächtliches Schwarmverhalten selten beobachtet oder berichtet. Dies liegt daran, dass das Sehen die primäre Modalität für das Schwarmverhalten ist, was durch die Tatsache bestätigt wird, dass die meisten Fischschwärme bei kritisch niedrigen Lichtpegeln zerstreuen. Hier berichten wir über eine große Aggregation der biolumineszenten Laternenfische Anomalops katoptron, die während mehrerer Mondphasen, einschließlich des Neumonds, nächtliches Schwarmverhalten zeigten. Daten wurden mit einer Reihe von Low-Light-Bildgeräten aufgezeichnet, einschließlich einer hochgeschwindigkeits-, hochauflösenden wissenschaftlichen complementary metal-oxide-semiconductor (sCMOS)-Kamera. Die Bildanalyse ergab nächtliches Schwarmverhalten mit synchronisierten biolumineszenten Blitzdarstellungen und zeigte, dass die Synchronie der Schwarmbewegung eine Korrelation mit der relativen Schwimmgeschwindigkeit aufweist. Ein Computermodell des Schwarmverhaltens von Laternenfischen zeigt, dass nur ein kleiner Prozentsatz der Individuen Biolumineszenz zeigen muss, damit der Schwarmzusammenhalt aufrechterhalten wird. Das Schwarmverhalten von Laternenfischen ist unter den Fischen einzigartig, da Biolumineszenz Schwarmverhalten unter Bedingungen ohne Umgebungslicht ermöglicht. Darüber hinaus können einige Mitglieder weiterhin am Schwarm teilnehmen, ohne aktiv ihre Biolumineszenz zu zeigen. Die Bildanalyse unserer Felddaten und des Modells zeigt, dass, wenn ein kleiner Prozentsatz der Fische motiviert wird, die Richtung zu ändern, der Rest des Schwarms folgt. Die Verwendung von Biolumineszenz durch Laternenfische, um Schwarmverhalten in flachem Wasser zu ermöglichen, fügt eine zusätzliche ökologische Anwendung zur Biolumineszenz hinzu und deutet darauf hin, dass das Schwarmverhalten bei mesopelagischen biolumineszenten Fischen ebenfalls durch lumineszente Darstellungen vermittelt sein könnte.",
    url = "https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219852",
    doi = "10.1371/journal.pone.0219852",
    openalex = "W2969004747",
    references = "doi101371journalpone0170489"
}

@article{kaartvedt2019herding,
    author = "Kaartvedt, S und Røstad, A und Opdal, AF und Aksnes, DL",
    title = "Herding mesopelagic fish by light",
    year = "2019",
    journal = "Marine Ecology Progress Series",
    url = "https://doi.org/10.3354/meps13079",
    doi = "10.3354/meps13079",
    openalex = "W2963936192",
    pages = "225-231",
    volume = "625",
    references = "doi101016jpocean201305013, doi101017cbo9781139168212, doi101017s1464793103006420, doi101038ncomms4271, doi101038ngeo1837, doi101038srep19873, doi101093icesjmsfsv023, doi101093icesjmsfsy037, doi101139f02076, doi103354meps09785"
}

@misc{cornils2020bioluminescence,
    author = "Cornils, B.",
    title = "Biolumineszenz",
    year = "2020",
    booktitle = "Katalyse von A bis Z",
    url = "https://doi.org/10.1002/9783527809080.cataz01966",
    doi = "10.1002/9783527809080.cataz01966"
}

Obwohl mesopelagische Fische auf natürliches Licht reagieren (z. B. tägliche vertikale Wanderung), haben nur wenige Studien untersucht, wie sie auf künstliches Licht reagieren und ob künstliche Lichter in kommerziellen Operationen eingesetzt werden können, um die Fangbarkeit von mesopelagischen Fischen zu verbessern. Hier präsentieren wir eine vorläufige Studie darüber, wie mesopelagische Organismen auf blaue und grüne Scheinwerfer sowie auf rote und weiße diffuse Lichter in Masfjorden (Norwegen; maximale Tiefe von 480 m) reagieren. Die Reaktion der Organismen in jeder der drei Schallstreuungsschichten (SSLs) wurde beobachtet, wenn a) künstliche Lichter in einer Schicht positioniert oder b) mit konstanter Geschwindigkeit (im Allgemeinen 0,03 ms−1) auf eine Schicht bewegt wurden. Die künstlichen Lichter waren an einem Gerüst mit einem eigenständigen Echolot befestigt, das die vertikale und horizontale Vermeidung von Organismen in jeder SSL gegenüber verschiedenen künstlichen Lichtern aufzeichnete. Netzfänge (MIC-net) und Videomaterial bestätigten, dass Maurolicus muelleri und Siphonophoren in der oberen Schicht (100–150 m) vorhanden waren, während Benthosema glaciale in den tieferen Schichten (∼200 m und ∼300 m bis zum Meeresboden) vorhanden waren. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass M. muelleri (SSL1) blaue Scheinwerfer und weißes diffuses Licht horizontal vermeidet, während B. glaciale (SSL2 und SSL3) diese Lichter hauptsächlich nach unten vermeidet und über 250 m nach unten getrieben werden kann. Obwohl diese Studie als vorläufig betrachtet werden sollte, deutet die beobachtete Vermeidungs-/Herdenreaktion darauf hin, dass künstliche Lichter angewendet werden können, um bestehende Fischfangmethoden für mesopelagische Fische zu verbessern.

@article{doi101016jaaf202005002,
    author = "Underwood, Melanie J. und Utne-Palm, Anne Christine und Øvredal, Jan Tore und Bjordal, Åsmund",
    title = "Die Reaktion von mesopelagischen Organismen auf künstliches Licht",
    year = "2020",
    journal = "Aquaculture and Fisheries",
    abstract = "Obwohl mesopelagische Fische auf natürliches Licht reagieren (z. B. tägliche vertikale Wanderung), haben nur wenige Studien untersucht, wie sie auf künstliches Licht reagieren und ob künstliche Lichter in kommerziellen Operationen eingesetzt werden können, um die Fangbarkeit von mesopelagischen Fischen zu verbessern. Hier präsentieren wir eine vorläufige Studie darüber, wie mesopelagische Organismen auf blaue und grüne Scheinwerfer sowie auf rote und weiße diffuse Lichter in Masfjorden (Norwegen; maximale Tiefe von 480 m) reagieren. Die Reaktion der Organismen in jeder der drei Schallstreuungsschichten (SSLs) wurde beobachtet, wenn a) künstliche Lichter in einer Schicht positioniert oder b) mit konstanter Geschwindigkeit (im Allgemeinen 0,03 ms−1) auf eine Schicht bewegt wurden. Die künstlichen Lichter waren an einem Gerüst mit einem eigenständigen Echolot befestigt, das die vertikale und horizontale Vermeidung von Organismen in jeder SSL gegenüber verschiedenen künstlichen Lichtern aufzeichnete. Netzfänge (MIC-net) und Videomaterial bestätigten, dass Maurolicus muelleri und Siphonophoren in der oberen Schicht (100–150 m) vorhanden waren, während Benthosema glaciale in den tieferen Schichten (∼200 m und ∼300 m bis zum Meeresboden) vorhanden waren. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass M. muelleri (SSL1) blaue Scheinwerfer und weißes diffuses Licht horizontal vermeidet, während B. glaciale (SSL2 und SSL3) diese Lichter hauptsächlich nach unten vermeidet und über 250 m nach unten getrieben werden kann. Obwohl diese Studie als vorläufig betrachtet werden sollte, deutet die beobachtete Vermeidungs-/Herdenreaktion darauf hin, dass künstliche Lichter angewendet werden können, um bestehende Fischfangmethoden für mesopelagische Fische zu verbessern.",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.aaf.2020.05.002",
    doi = "10.1016/j.aaf.2020.05.002",
    openalex = "W3041631003",
    references = "kaartvedt2019herding"
}

Dieser Überblick präsentiert eine Synthese des Wissens über die Biolumineszenz bei Haifischen. Bisher wurden biolumineszente Haie nur in der Ordnung Squaliformes, und zwar speziell in den Familien Etmopteridae, Dalatiidae und Somniosidae, gefunden. Der aktuelle Stand des Wissens über die Evolution, ökologischen Funktionen, histologische Struktur, die damit verbundene Schuppung und die physiologische Kontrolle der lichtproduzierenden Organe dieser schwer zugänglichen Tiefseehaie wird dargestellt. Besonderes Augenmerk wird auf ihren einzigartigen und singulären hormonellen Mechanismus der Lichtkontrolle gelegt. In diesem Zusammenhang wird die Rolle der mit dem Photophor assoziierten extraokulären Photorezeption—which complements the visual adaptations of bioluminescent sharks to perceive residual downwelling light and luminescence in dim light environment—in der hormonell basierten Lichtkontrolle im Detail dargestellt. Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Haifamilien werden hervorgehoben und stützen die Hypothese einer evolutionär einzigartigen ancestralen Erscheinung der Biolumineszenz bei Elasmobranchiern. Schließlich werden potenzielle Bereiche für zukünftige Forschung zur Haibiolumineszenz vorgestellt.

@article{doi103390oceans2040047,
    author = "Duchatelet, Laurent and Claes, Julien M. and Delroisse, Jérôme and Flammang, Patrick and Mallefet, Jérôme",
    title = "Glow on Sharks: State of the Art on Bioluminescence Research",
    year = "2021",
    journal = "Oceans",
    abstract = "Dieser Überblick präsentiert eine Synthese des Wissens über die Biolumineszenz bei Haifischen. Bisher wurden biolumineszente Haie nur in der Ordnung Squaliformes, und zwar speziell in den Familien Etmopteridae, Dalatiidae und Somniosidae, gefunden. Der aktuelle Stand des Wissens über die Evolution, ökologischen Funktionen, histologische Struktur, die damit verbundene Schuppung und die physiologische Kontrolle der lichtproduzierenden Organe dieser schwer zugänglichen Tiefseehaie wird dargestellt. Besonderes Augenmerk wird auf ihren einzigartigen und singulären hormonellen Mechanismus der Lichtkontrolle gelegt. In diesem Zusammenhang wird die Rolle der mit dem Photophor assoziierten extraokulären Photorezeption—which complements the visual adaptations of bioluminescent sharks to perceive residual downwelling light and luminescence in dim light environment—in der hormonell basierten Lichtkontrolle im Detail dargestellt. Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Haifamilien werden hervorgehoben und stützen die Hypothese einer evolutionär einzigartigen ancestralen Erscheinung der Biolumineszenz bei Elasmobranchiern. Schließlich werden potenzielle Bereiche für zukünftige Forschung zur Haibiolumineszenz vorgestellt.",
    url = "https://doi.org/10.3390/oceans2040047",
    doi = "10.3390/oceans2040047",
    openalex = "W4200532068",
    references = "doi101007bf02101634, doi101034j160007492000130203x, doi101039c6cs00296j, doi101073pnas2133521100, doi101126science1174269, doi101139g03040, doi101146annurevcellbio141197, doi101146annurevmarine120308081028, doi101152physrev1998783687, doi1012019780203491317"
}

Wir untersuchten die Aktivität und Schwimmmuster von mesopelagischen Fischen im Roten Meer mittels bodenverankerter, nach oben gerichteter Echolote, die in Tiefen von 555 und 700 m eingesetzt wurden. Die vertikal wandernde mesopelagische Streuschicht sank tagsüber nahe dem Boden ab. Dies ermöglichte die Beurteilung des Verhaltens in mesopelagischen Tiefen durch die Anwendung akustischer Zielverfolgung für Individuen, die den akustischen Strahl durchquerten. Die Schwimmaktivität entsprach nicht der Vorstellung von trägem Verhalten im tagsüber bewohnten Habitat. Die Fische bewegten sich kontinuierlich, wobei vor dem Mittag eine vorherrschende Abwärtsrichtung und danach eine Aufwärtsrichtung zu beobachten war, obwohl Individuen zu allen Zeiten in beide Richtungen schwammen. Zudem schwammen sie horizontal mit geschätzten Geschwindigkeiten von ∼2,1 cm s −1, was ∼0,5–1 Körperlänge s −1 entspricht, wobei sie intermittierend wendeten. Hohe Aktivität bei hohen Temperaturen deutet auf eine hohe Atmung in der Tiefe hin, die als Schlüsselelement für den aktiven Kohlenstoffpumpen gilt. • Wir analysierten das in situ Schwimmverhalten von mesopelagischen Fischen in der unteren Dämmerungszone. • Wir präsentieren Schwimmgeschwindigkeiten und Aktivität, die aus stationärer Akustik gewonnen wurden. • Wir fanden beträchtliche Aktivität wandernder mesopelagischer Fichte in tagsüber bewohnten Tiefen. • Unsere Ergebnisse stellen eine gängige Vorstellung von trägem tagsüber stattfindenden Verhalten in Frage. • Hohe Aktivität bei warmen Temperaturen deutet auf eine hohe Atmung in der Tiefe hin.

@article{doi101016jdsr2022103897,
    author = "Sobradillo, B und Christiansen, Svenja und Røstad, Anders und Kaartvedt, Stein",
    title = "Individuelles tagschwimmendes Verhalten von mesopelagischen Fischen in der wärmsten Dämmerungszone",
    year = "2022",
    journal = "Deep Sea Research Part I Oceanographic Research Papers",
    abstract = "Wir untersuchten die Aktivität und Schwimmmuster von mesopelagischen Fischen im Roten Meer mittels bodenverankerter, nach oben gerichteter Echolote, die in Tiefen von 555 und 700 m eingesetzt wurden. Die vertikal wandernde mesopelagische Streuschicht sank tagsüber nahe dem Boden ab. Dies ermöglichte die Beurteilung des Verhaltens in mesopelagischen Tiefen durch die Anwendung akustischer Zielverfolgung für Individuen, die den akustischen Strahl durchquerten. Die Schwimmaktivität entsprach nicht der Vorstellung von trägem Verhalten im tagsüber bewohnten Habitat. Die Fische bewegten sich kontinuierlich, wobei vor dem Mittag eine vorherrschende Abwärtsrichtung und danach eine Aufwärtsrichtung zu beobachten war, obwohl Individuen zu allen Zeiten in beide Richtungen schwammen. Zudem schwammen sie horizontal mit geschätzten Geschwindigkeiten von ∼2,1 cm s −1, was ∼0,5–1 Körperlänge s −1 entspricht, wobei sie intermittierend wendeten. Hohe Aktivität bei hohen Temperaturen deutet auf eine hohe Atmung in der Tiefe hin, die als Schlüsselelement für den aktiven Kohlenstoffpumpen gilt. • Wir analysierten das in situ Schwimmverhalten von mesopelagischen Fischen in der unteren Dämmerungszone. • Wir präsentieren Schwimmgeschwindigkeiten und Aktivität, die aus stationärer Akustik gewonnen wurden. • Wir fanden beträchtliche Aktivität wandernder mesopelagischer Fische in tagsüber bewohnten Tiefen. • Unsere Ergebnisse stellen eine gängige Vorstellung von trägem tagsüber stattfindenden Verhalten in Frage. • Hohe Aktivität bei warmen Temperaturen deutet auf eine hohe Atmung in der Tiefe hin.",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103897",
    doi = "10.1016/j.dsr.2022.103897",
    openalex = "W4306173671",
    references = "kaartvedt2019herding"
}

Mesopelagische Fische und Wirbellose tragen durch direkte und indirekte Effekte auf die gravitative, diffusive und wandernde (aktive) Flüsse zur biologischen Kohlenstoffpumpe (BCP) bei. Hier analysierten wir den Einfluss dieser Organismen auf den gesamten Kohlenstoffexport und die Speicherung unter Verwendung eines idealisierten, tiefenauflösenden Nahrungsnetzmodells. Wir begrenzten ein Basisszenario mit Beobachtungen aus dem Roten Meer, in dem mesopelagische Fische eine ausgedehnte tägliche vertikale Migration (DVM) durchführen, was sie wahrscheinlich besonders wichtig für den Kohlenstoffexport macht. Unsere Ergebnisse stimmen mit früheren Studien überein, die darauf hindeuten, dass mesopelagische Fische ein Hotspot heterotroper Aktivität in der mesopelagischen Zone des Roten Meeres antreiben. Während die Zufuhr neuer Nährstoffe zur euphotischen Zone von erster Ordnung für die Rahmung des gesamten Kohlenstoffexports und der Speicherung ist, fanden wir zwei modulierende Effekte der Fisch-DVM. Erstens verbessert DVM die Kohlenstoffspeicherung, weil der aktive Kohlenstofffluss weniger stark abnimmt als die gravitative und diffusive Flüsse, und auch weil Wanderer den gravitativen Fluss tief in die mesopelagische Zone antreiben. Zweitens beeinflussen Fischprädatoren durch mikrobielle Nahrungsnetz-Kaskaden den relativen Beitrag der aktiven und passiven Flüsse mit nichtlinearen, weniger intuitiven Konsequenzen für den Kohlenstoffexport und die Speicherung. Diese Nahrungsnetz-Kaskaden beinhalten eine überraschend große Variation in der Tiefe der euphotischen Zone, die mit einem „Diäten-Nährstofffang" am Boden der euphotischen Zone verbunden ist.

@article{doi103354meps14373,
    author = "Aksnes, DL und Løtvedt, AS und Lindemann, Christian und Calleja, María Ll. und Morán, XAG und Kaarvedt, S und Thingstad, T. Frede",
    title = "Auswirkungen wandernder mesopelagischer Fische auf die biologische Kohlenstoffpumpe",
    year = "2023",
    journal = "Marine Ecology Progress Series",
    abstract = "Mesopelagische Fische und Wirbellose tragen durch direkte und indirekte Effekte auf die gravitative, diffusive und wandernde (aktive) Flüsse zur biologischen Kohlenstoffpumpe (BCP) bei. Hier analysierten wir den Einfluss dieser Organismen auf den gesamten Kohlenstoffexport und die Speicherung unter Verwendung eines idealisierten, tiefenauflösenden Nahrungsnetzmodells. Wir begrenzten ein Basisszenario mit Beobachtungen aus dem Roten Meer, in dem mesopelagische Fische eine ausgedehnte tägliche vertikale Migration (DVM) durchführen, was sie wahrscheinlich besonders wichtig für den Kohlenstoffexport macht. Unsere Ergebnisse stimmen mit früheren Studien überein, die darauf hindeuten, dass mesopelagische Fische ein Hotspot heterotroper Aktivität in der mesopelagischen Zone des Roten Meeres antreiben. Während die Zufuhr neuer Nährstoffe zur euphotischen Zone von erster Ordnung für die Rahmung des gesamten Kohlenstoffexports und der Speicherung ist, fanden wir zwei modulierende Effekte der Fisch-DVM. Erstens verbessert DVM die Kohlenstoffspeicherung, weil der aktive Kohlenstofffluss weniger stark abnimmt als die gravitative und diffusive Flüsse, und auch weil Wanderer den gravitativen Fluss tief in die mesopelagische Zone antreiben. Zweitens beeinflussen Fischprädatoren durch mikrobielle Nahrungsnetz-Kaskaden den relativen Beitrag der aktiven und passiven Flüsse mit nichtlinearen, weniger intuitiven Konsequenzen für den Kohlenstoffexport und die Speicherung. Diese Nahrungsnetz-Kaskaden beinhalten eine überraschend große Variation in der Tiefe der euphotischen Zone, die mit einem „Diäten-Nährstofffang" am Boden der euphotischen Zone verbunden ist.",
    url = "https://doi.org/10.3354/meps14373",
    doi = "10.3354/meps14373",
    openalex = "W4384484673",
    references = "kaartvedt2019herding"
}

In der dunklen, weiten Lebenswelt der Tiefsee wird die Lichtproduktion durch Bioluminescence von einer breiten Palette von Taxa genutzt. Bei Dekapoden-Krustazern ist Bioluminescence nur bei Garnelen (Dendrobranchiata und Caridea) bekannt und kann in verschiedenen Modi auftreten, einschließlich leuchtender Sekrete, die zur Abschreckung von Räubern verwendet werden, und/oder von spezialisierten Lichtorganen, sogenannten Photophoren, die durch das Bereitstellen von Tarnung gegen einfallendes Licht funktionieren. Photophoren zeigen eine umfangreiche morphologische Variation über Dekapoden-Familien hinweg: sie können innerlich (von hepatischer Herkunft) sein oder in Oberflächengewebe eingebettet (dermal), und können eine externe Linse besitzen, was auf unabhängige Ursprünge und multiple Funktionen hindeutet. Innerhalb der Dendrobranchiata berichten wir über Bioluminescence in Sergestidae, Aristeidae und Solenoceridae und spekulieren, dass sie auch in Acetidae, Luciferidae, Sicyonellidae, Benthesicymidae und Penaeidae vorkommen könnte. Innerhalb der Caridea berichten wir über Bioluminescence in Acanthephyridae, Oplophoridae, Pandalidae und neue Beobachtungen für Pasiphaeidae. Diese umfassende Übersicht umfasst historische taxonomische Literatur und aktuelle Studien, die Bioluminescence in allen Tiefen- und Tiefseebenthischen Garnelenfamilien untersuchen. Insgesamt berichten wir über bekannte oder vermutete Bioluminescence in 157 Arten über 12 Familien von Dekapoden-Garnelen, was die vorherigen Aufzeichnungen biolumineszenter Arten um 65% erhöht. Zunehmende Beweise aus persönlichen Beobachtungen und der Literatur erlauben uns zu spekulieren, dass Lichtorgane in mehreren Familien vorhanden sind, die als bioluminescence-frei galten, wodurch dieses Phänomen viel häufiger ist als zuvor berichtet. Wir bieten eine detaillierte Diskussion der Morphologie und Funktion von Lichtorganen innerhalb jeder Gruppe an und weisen zukünftige Richtungen auf, die zu einem besseren Verständnis beitragen werden, wie Tiefsee-Dekapoden die Sprache des Lichts nutzen.

@article{doi101111brv13093,
    author = "Collins, Stormie B und Bracken‐Grissom, Heather D.",
    title = "The language of light: a review of bioluminescence in deep‐sea decapod shrimps",
    year = "2024",
    journal = "Biological reviews/Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society",
    abstract = "In der dunklen, weiten Lebenswelt der Tiefsee wird die Lichtproduktion durch Bioluminescence von einer breiten Palette von Taxa genutzt. Bei Dekapoden-Krustazern ist Bioluminescence nur bei Garnelen (Dendrobranchiata und Caridea) bekannt und kann in verschiedenen Modi auftreten, einschließlich leuchtender Sekrete, die zur Abschreckung von Räubern verwendet werden, und/oder von spezialisierten Lichtorganen, sogenannten Photophoren, die durch das Bereitstellen von Tarnung gegen einfallendes Licht funktionieren. Photophoren zeigen eine umfangreiche morphologische Variation über Dekapoden-Familien hinweg: sie können innerlich (von hepatischer Herkunft) sein oder in Oberflächengewebe eingebettet (dermal), und können eine externe Linse besitzen, was auf unabhängige Ursprünge und multiple Funktionen hindeutet. Innerhalb der Dendrobranchiata berichten wir über Bioluminescence in Sergestidae, Aristeidae und Solenoceridae und spekulieren, dass sie auch in Acetidae, Luciferidae, Sicyonellidae, Benthesicymidae und Penaeidae vorkommen könnte. Innerhalb der Caridea berichten wir über Bioluminescence in Acanthephyridae, Oplophoridae, Pandalidae und neue Beobachtungen für Pasiphaeidae. Diese umfassende Übersicht umfasst historische taxonomische Literatur und aktuelle Studien, die Bioluminescence in allen Tiefen- und Tiefseebenthischen Garnelenfamilien untersuchen. Insgesamt berichten wir über bekannte oder vermutete Bioluminescence in 157 Arten über 12 Familien von Dekapoden-Garnelen, was die vorherigen Aufzeichnungen biolumineszenter Arten um 65% erhöht. Zunehmende Beweise aus persönlichen Beobachtungen und der Literatur erlauben uns zu spekulieren, dass Lichtorgane in mehreren Familien vorhanden sind, die als bioluminescence-frei galten, wodurch dieses Phänomen viel häufiger ist als zuvor berichtet. Wir bieten eine detaillierte Diskussion der Morphologie und Funktion von Lichtorganen innerhalb jeder Gruppe an und weisen zukünftige Richtungen auf, die zu einem besseren Verständnis beitragen werden, wie Tiefsee-Dekapoden die Sprache des Lichts nutzen.",
    url = "https://doi.org/10.1111/brv.13093",
    doi = "10.1111/brv.13093",
    openalex = "W4396672731",
    references = "denton1972the, doi101007bf00396920, doi101017s1464793103006420, doi101038s41598020612849, doi101038srep04328, doi101093acprofoso97801995811390010001, doi101093icb452234, doi101098rspb20190079, doi101111brv12672, doi101126science1174269, doi101146annurevmarine120308081028, doi101371journalpone0170489, doi103390life14040432, openalexw1923423279"
}

Obwohl es Tausende von marinen biolumineszenten Arten gibt, ist über die Auswirkungen von künstlichem Licht nachts (ALAN) auf diese Organismen, insbesondere solche, die in der Nähe der Meeresoberfläche leben, wie Dinoflagellaten, sehr wenig bekannt. Diese Organismen besitzen eine circadiane Uhr, die ihre rhythmische Physiologie beeinflusst, einschließlich Prozesse wie Photosynthese und Stickstoffstoffwechsel, die jeweils zur Regulierung der marinen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe beitragen. Ziel dieser Studie ist es, diese Wissenslücke teilweise zu schließen und die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf den biolumineszenten Dinoflagellaten Pyrocystis lunula durch eine Reihe von Experimenten zu untersuchen, die darauf abzielen, die Konsequenzen aufgrund von Änderungen im normalen Tag-Nacht-Circadian-Rhythmus und der Exposition gegenüber verschiedenen Arten von Lichtquellen, Farben und Lichtintensitäten zu überprüfen. Die Antwortvariable war die Korrigierte Gesamtalgenbiolumineszenz, die mit einer Digitalkamera aufgezeichnet und anschließend mit der ImageJ-Software berechnet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass Dinoflagellaten nicht anfällig für geringfügige Änderungen im Licht/Dunkel-Zyklus zu sein scheinen. Allerdings führt eine vollständige Abwesenheit von Licht und Dunkelheit zu einer drastischen Hemmung ihrer Biolumineszenz, insbesondere unter weißem LED- oder Glühlampen-Künstlichem Licht und bei einer Lichtintensität von 100 Lux oder höher.

@article{doi1015359revmar1625,
    author = "Bari, Davide Di",
    title = "Natürliches Licht vs. künstliches Licht. Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf die Biolumineszenz des Dinoflagellaten Pyrocystis lunula",
    year = "2024",
    journal = "Revista Ciencias Marinas y Costeras",
    abstract = "Obwohl es Tausende von marinen biolumineszenten Arten gibt, ist über die Auswirkungen von künstlichem Licht nachts (ALAN) auf diese Organismen, insbesondere solche, die in der Nähe der Meeresoberfläche leben, wie Dinoflagellaten, sehr wenig bekannt. Diese Organismen besitzen eine circadiane Uhr, die ihre rhythmische Physiologie beeinflusst, einschließlich Prozesse wie Photosynthese und Stickstoffstoffwechsel, die jeweils zur Regulierung der marinen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe beitragen. Ziel dieser Studie ist es, diese Wissenslücke teilweise zu schließen und die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf den biolumineszenten Dinoflagellaten Pyrocystis lunula durch eine Reihe von Experimenten zu untersuchen, die darauf abzielen, die Konsequenzen aufgrund von Änderungen im normalen Tag-Nacht-Circadian-Rhythmus und der Exposition gegenüber verschiedenen Arten von Lichtquellen, Farben und Lichtintensitäten zu überprüfen. Die Antwortvariable war die Korrigierte Gesamtalgenbiolumineszenz, die mit einer Digitalkamera aufgezeichnet und anschließend mit der ImageJ-Software berechnet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass Dinoflagellaten nicht anfällig für geringfügige Änderungen im Licht/Dunkel-Zyklus zu sein scheinen. Allerdings führt eine vollständige Abwesenheit von Licht und Dunkelheit zu einer drastischen Hemmung ihrer Biolumineszenz, insbesondere unter weißem LED- oder Glühlampen-Künstlichem Licht und bei einer Lichtintensität von 100 Lux oder höher.",
    url = "https://doi.org/10.15359/revmar.16-2.5",
    doi = "10.15359/revmar.16-2.5",
    openalex = "W4405368692",
    references = "doi10100797814615871493, doi101016jhal200808006, doi101016jjenvman201106029, doi101016jtree201009007, doi101038s41598018246306, doi101039c9qm00716d, doi101111j13652664201202212x, doi101126sciadv1600377, doi101146annurevmarine120308081028, doi1015359revmar1625, doi103390life14040432, doi105751es03685150413"
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Obwohl es Tausende von marinen biolumineszenten Arten gibt, ist über die Auswirkungen von künstlichem Licht nachts (ALAN) auf diese Organismen, insbesondere auf solche, die in der Nähe der Meeresoberfläche leben, wie Dinoflagellaten, sehr wenig bekannt. Diese Organismen besitzen eine circadiane Uhr, die ihre rhythmische Physiologie beeinflusst, einschließlich Prozesse wie Photosynthese und Stickstoffstoffwechsel, die jeweils zur Regulierung der marinen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe beitragen. Ziel dieser Studie ist es, diese Wissenslücke teilweise zu schließen und die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf den biolumineszenten Dinoflagellaten Pyrocystis lunula durch eine Reihe von Experimenten zu untersuchen, die darauf abzielen, die Konsequenzen aufgrund von Änderungen im normalen Tag-Nacht-Circadianrhythmus und der Exposition gegenüber verschiedenen Arten von Lichtquellen, Farben und Lichtintensitäten zu überprüfen. Die Antwortvariable war die Korrigierte Gesamtalgenbiolumineszenz, die mit einer Digitalkamera aufgezeichnet und anschließend mit der ImageJ-Software berechnet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass Dinoflagellaten nicht anfällig für geringfügige Änderungen im Licht/Dunkel-Zyklus zu sein scheinen. Allerdings führt eine vollständige Abwesenheit von Licht und Dunkelheit zu einer drastischen Hemmung ihrer Biolumineszenz, insbesondere unter weißem LED- oder Glühlampen-Künstlichem Licht und bei einer Lichtintensität von 100 Lux oder höher.

@article{doi1015359revmar1652,
    author = "Bari, Davide Di",
    title = "Natürliches Licht vs. künstliches Licht. Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf die Biolumineszenz des Dinoflagellaten Pyrocystis lunula",
    year = "2024",
    journal = "Revista Ciencias Marinas y Costeras",
    abstract = "Obwohl es Tausende von marinen biolumineszenten Arten gibt, ist über die Auswirkungen von künstlichem Licht nachts (ALAN) auf diese Organismen, insbesondere auf solche, die in der Nähe der Meeresoberfläche leben, wie Dinoflagellaten, sehr wenig bekannt. Diese Organismen besitzen eine circadiane Uhr, die ihre rhythmische Physiologie beeinflusst, einschließlich Prozesse wie Photosynthese und Stickstoffstoffwechsel, die jeweils zur Regulierung der marinen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe beitragen. Ziel dieser Studie ist es, diese Wissenslücke teilweise zu schließen und die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf den biolumineszenten Dinoflagellaten Pyrocystis lunula durch eine Reihe von Experimenten zu untersuchen, die darauf abzielen, die Konsequenzen aufgrund von Änderungen im normalen Tag-Nacht-Circadianrhythmus und der Exposition gegenüber verschiedenen Arten von Lichtquellen, Farben und Lichtintensitäten zu überprüfen. Die Antwortvariable war die Korrigierte Gesamtalgenbiolumineszenz, die mit einer Digitalkamera aufgezeichnet und anschließend mit der ImageJ-Software berechnet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass Dinoflagellaten nicht anfällig für geringfügige Änderungen im Licht/Dunkel-Zyklus zu sein scheinen. Allerdings führt eine vollständige Abwesenheit von Licht und Dunkelheit zu einer drastischen Hemmung ihrer Biolumineszenz, insbesondere unter weißem LED- oder Glühlampen-Künstlichem Licht und bei einer Lichtintensität von 100 Lux oder höher.",
    url = "https://doi.org/10.15359/revmar.16.5.2",
    doi = "10.15359/revmar.16.5.2",
    openalex = "W4405288151",
    references = "doi10100797814615871493, doi101016jhal200808006, doi101016jjenvman201106029, doi101016jtree201009007, doi101038s41598018246306, doi101039c9qm00716d, doi101111j13652664201202212x, doi101126sciadv1600377, doi101146annurevmarine120308081028, doi1015359revmar1625, doi103390life14040432, doi105751es03685150413"
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Biolumineszenz ist die Erzeugung von sichtbarem Licht durch einen Organismus. Dieses Phänomen ist besonders weit verbreitet bei marinen Tieren, insbesondere im Tiefsee. Während der lumineszente Status zahlreicher mariner Tiere dank Fortschritten in der Tiefseeforschungstechnologie und der Phylogenie kürzlich geklärt wurde, ist derjenige anderer aufgrund dramatischer Änderungen in der Systematik (selbst ausgelöst durch molekulare Phylogenien) obscurer geworden. Hier haben wir eine umfassende Literaturrecherche mit unveröffentlichten Daten kombiniert, um ein Verzeichnis mariner lumineszenter Tiere zu erstellen. Die inventarisierten Tiere wurden in über 97 % der Fälle auf Artenebene identifiziert und mit einem Wert versehen, der die Robustheit ihres Lumineszenzberichts widerspiegelt. Während die Lumineszenzfähigkeit in 695 Gattungen mariner Tiere nachgewiesen wurde, bedürfen Lumineszenzberichte von 99 zusätzlichen Gattungen weiterer Bestätigung. Insgesamt umfassen diese lumineszenten und potenziell lumineszenten Gattungen 9405 Arten, wovon 2781 lumineszent sind, 136 potenziell lumineszent (z. B. wird Lumineszenz bei diesen Arten vorgeschlagen, bedarf jedoch weiterer Bestätigung), 99 nicht-lumineszent sind und 6389 einen unbekannten lumineszenten Status haben. Vergleichende Analysen eröffnen neue Einblicke in das Vorkommen von Lumineszenz bei marinen Tiergruppen und heben vielversprechende Forschungsgebiete hervor. Diese Arbeit wird eine solide Grundlage für zukünftige Studien im Bereich der marinen Biolumineszenz bieten.

@article{doi103390life14040432,
    author = "Claes, Julien M. and Haddock, Steven H. D. and Coubris, Constance and Mallefet, Jérôme",
    title = "Systematic Distribution of Bioluminescence in Marine Animals: A Species-Level Inventory",
    year = "2024",
    journal = "Life",
    abstract = "Bioluminescence is the production of visible light by an organism. This phenomenon is particularly widespread in marine animals, especially in the deep sea. While the luminescent status of numerous marine animals has been recently clarified thanks to advancements in deep-sea exploration technologies and phylogenetics, that of others has become more obscure due to dramatic changes in systematics (themselves triggered by molecular phylogenies). Here, we combined a comprehensive literature review with unpublished data to establish a catalogue of marine luminescent animals. Inventoried animals were identified to species level in over 97\% of the cases and were associated with a score reflecting the robustness of their luminescence record. While luminescence capability has been established in 695 genera of marine animals, luminescence reports from 99 additional genera need further confirmation. Altogether, these luminescent and potentially luminescent genera encompass 9405 species, of which 2781 are luminescent, 136 are potentially luminescent (e.g., suggested luminescence in those species needs further confirmation), 99 are non-luminescent, and 6389 have an unknown luminescent status. Comparative analyses reveal new insights into the occurrence of luminescence among marine animal groups and highlight promising research areas. This work will provide a solid foundation for future studies related to the field of marine bioluminescence.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life14040432",
    doi = "10.3390/life14040432",
    openalex = "W4393161018",
    references = "denton1972the, doi101002bio1170010303, doi101038ncomms4271, doi101038s41586023059366, doi101038srep45750, doi101039b713328f, doi101126science1174269, doi101146annurevmarine120308081028, doi101371journalpone0051629, doi101371journalpone0155154, doi103390oceans2040047"
}

@article{balasubramanian2025bioluminescence,
    author = "Balasubramanian, Chirag und Raghavan, Farheen",
    title = "Biolumineszenz-Mechanismen und ökologische Funktionen bei mesopelagischen Fischarten",
    year = "2025",
    journal = "International Journal of Biology Sciences",
    url = "https://doi.org/10.33545/26649926.2025.v7.i11b.677",
    doi = "10.33545/26649926.2025.v7.i11b.677",
    number = "11",
    openalex = "W7154596507",
    pages = "89-91",
    volume = "7"
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Licht fungiert als universelle Sprache in der Tiefsee (>200 m). Sowohl biolumineszente Emissionen als auch einfallende Lichtquellen beleuchten die Wassersäule schwach und können die Evolution des Sinnessystems antreiben. In pelagischen Umgebungen können sich vertikal wandernde Tiere drastischen Änderungen ihrer Lichtumgebung über die Tiefe hinweg aussetzen, was ihnen einzigartigen Selektionsdruck auferlegt, möglicherweise um Änderungen im Umgebungslicht und biolumineszenten Quellen zu unterscheiden. Hier zeigen wir, dass die Vielfalt visueller Opsine bei einer Gruppe von variablen vertikalen Wanderern – biolumineszenten Tiefseegarnelen, die zur Superfamilie Oplophoroidea gehören – bei Arten höher ist, die in flachere Gewässer mit variableren Lichtbedingungen wandern. Darüber hinaus liefern wir Belege für eine adaptive visuelle Evolution bei Arten, die einen zusätzlichen Modus der Biolumineszenz (Photophoren) entwickelt haben, einschließlich positiver Selektion für eine mutmaßliche Opsin mit mittlerer Wellenlängenempfindlichkeit, die die Unterscheidung von Lichtquellen erleichtern könnte. Die Diversifizierung dieser Opsin scheint eine wichtige Rolle in den visuellen Ökologien von Photophoren tragenden Garnelen zu spielen, wobei ihre Diversifizierung in Oplophoroidea wahrscheinlich eine kritische Rolle für die Fitness und den evolutionären Erfolg dieser Gruppe spielt.

@article{doi101038s4200302507450z,
    author = "DeLeo, Danielle M. und Bracken‐Grissom, Heather D.",
    title = "Biolumineszenz und Umgebungslicht treiben die visuelle Evolution von Tiefseegarnelen (Oplophoroidea) voran",
    year = "2025",
    journal = "Communications Biology",
    abstract = "Licht fungiert als universelle Sprache in der Tiefsee (>200 m). Sowohl biolumineszente Emissionen als auch einfallende Lichtquellen beleuchten die Wassersäule schwach und können die Evolution des Sinnessystems antreiben. In pelagischen Umgebungen können sich vertikal wandernde Tiere drastischen Änderungen ihrer Lichtumgebung über die Tiefe hinweg aussetzen, was ihnen einzigartigen Selektionsdruck auferlegt, möglicherweise um Änderungen im Umgebungslicht und biolumineszenten Quellen zu unterscheiden. Hier zeigen wir, dass die Vielfalt visueller Opsine bei einer Gruppe von variablen vertikalen Wanderern – biolumineszenten Tiefseegarnelen, die zur Superfamilie Oplophoroidea gehören – bei Arten höher ist, die in flachere Gewässer mit variableren Lichtbedingungen wandern. Darüber hinaus liefern wir Belege für eine adaptive visuelle Evolution bei Arten, die einen zusätzlichen Modus der Biolumineszenz (Photophoren) entwickelt haben, einschließlich positiver Selektion für eine mutmaßliche Opsin mit mittlerer Wellenlängenempfindlichkeit, die die Unterscheidung von Lichtquellen erleichtern könnte. Die Diversifizierung dieser Opsin scheint eine wichtige Rolle in den visuellen Ökologien von Photophoren tragenden Garnelen zu spielen, wobei ihre Diversifizierung in Oplophoroidea wahrscheinlich eine kritische Rolle für die Fitness und den evolutionären Erfolg dieser Gruppe spielt.",
    url = "https://doi.org/10.1038/s42003-025-07450-z",
    doi = "10.1038/s42003-025-07450-z",
    openalex = "W4407364255",
    references = "doi101111brv13093"
}

Biolumineszente Symbiosen bei Meerestieren, insbesondere bei Kopffüßern und Fischen, stellen bemerkenswerte Modelle für konvergente Evolution und Mikroben-Wirt-Interaktionen dar. Diese leuchtenden Partnerschaften, wie Euprymna scolopes mit Vibrio fischeri und Ponfische mit Photobacterium, ermöglichen ökologische Funktionen wie die Flucht vor Räubern, Tarnung durch Gegenbeleuchtung und die Kommunikation bei der Paarung. Diese Übersicht fasst das aktuelle Wissen über Wirt-Mikroben-Spezifität, Quorum-Sensing und die Anatomie der Lichtorgane über verschiedene Taxa hinweg zusammen. Das konservierte lux-Operon spielt eine zentrale Rolle bei der bakteriellen Lichtproduktion, während die Wirte Anpassungen wie spektrale Filterung und muskulöse Verschlüsse einsetzen, um die Biolumineszenz zu regulieren. Zirkadiane Rhythmen synchronisieren die Emission zusätzlich mit Verhalten und Umwelt. Trotz wachsender Erkenntnisse bestehen Wissenslücken bei der Aufnahme von Symbionten, evolutionären Übergängen und der Widerstandsfähigkeit gegenüber der Erwärmung, Versauerung und Verschmutzung der Ozeane. Wir heben zukünftige Forschungsrichtungen hervor, einschließlich CRISPR-gestützter funktionaler Genomik, eDNA-Erhebungen und Kreuzart-Kolonisierungsexperimente, um Mechanismen der Spezifität und Anpassung aufzudecken. Biolumineszente Symbiosen beleuchten nicht nur ökologische und evolutionäre Dynamiken, sondern inspirieren auch Anwendungen in der Biosensorik, der Bioimaging und der Überwachung der marinen Umwelt. Der Schutz dieser Systeme ist kritisch, da Umweltstress ihre empfindliche Balance und die breiteren Ökosystemfunktionen zu stören droht.

@misc{doi1031230osfion5bv8v1,
    author = "Akther, Hasna",
    title = "Convergent Evolution of Bioluminescent Symbioses in Fish and Cephalopods: Mechanisms, Host Specificity, and Ecological Roles",
    year = "2025",
    abstract = "Bioluminescent symbioses in marine animals, particularly cephalopods and fishes, representremarkable models of convergent evolution and microbe-host interaction. These luminouspartnerships, such as Euprymna scolopes with Vibrio fischeri and ponyfishes withPhotobacterium- enable ecological functions like predator evasion, camouflage viacounterillumination, and mating communication. This review synthesizes current knowledge ofhost-microbe specificity, quorum sensing, and light-organ anatomy across taxa. The conserved luxoperon is playing a central role in bacterial light production, while hosts employ adaptations likespectral filtering and muscular shutters to regulate bioluminescence. Circadian rhythms furthersynchronize emission with behavior and environment. Despite growing insight, knowledge gapsremain in symbiont acquisition, evolutionary transitions, and resilience to ocean warming,acidification, and pollution. We highlight future research directions, including CRISPR-enabledfunctional genomics, eDNA surveys, and cross-species colonization experiments to uncovermechanisms of specificity and adaptation. Bioluminescent symbioses not only illuminateecological and evolutionary dynamics but also inspire applications in biosensing, bioimaging, andmarine environmental monitoring. Protecting these systems is critical, as environmental stressthreatens to disrupt their delicate balance and broader ecosystem functions.",
    url = "https://doi.org/10.31230/osf.io/n5bv8\_v1",
    doi = "10.31230/osf.io/n5bv8\_v1",
    openalex = "W4413015655",
    references = "doi101007s0022700312853, doi101038nrd3013, doi101038nrmicro957, doi1011112041210x12034, doi101111bij12701, doi101126science1174269, doi101128mr4344965181979, doi101128mr5511231421991, doi101146annurevbioeng4111901093336, doi101146annurevmicro091313103654, doi103390life14040432"
}

Die Behandlung von Mycobacterium abscessus Lungenkrankheit (Mabs-PD) ist eine wachsende globale Gesundheitsausforderung. Das Fehlen von bakteriziden Antibiotika, die bei therapeutisch relevanten Konzentrationen wirksam sind, unterstreicht die dringende Notwendigkeit der Arzneimittelforschung. Das Targeting der Zellwandsynthese ist eine vielversprechende Strategie für die Arzneimittelforschung, wie am klinischen Erfolg von breitspektrigen β-Lactam-Antibiotika gezeigt. Hier verwenden wir einen auf Biolumineszenz basierenden Whole-Cell-Assay, der optimiert wurde, um Verbindungen zu identifizieren, die sowohl die Zellwandsynthese als auch die oxidative Phosphorylierung stören. Ein fokussierter Arzneimittellibrary-Screen gegen Mabs offenbart ein chemisch handhabbares Naphthalen-1-ylmethanamin-Gerüst mit potenter bakterizider Aktivität. Der optimierte Derivat GM47-1 targett MmpL3, beeinträchtigt die Zellwandintegrität, induziert ATP-Leckage und entkoppelt die Atmung. Weitere chemische Optimierung ergibt ein Derivat mit nanomolarer minimaler Hemmkonzentration, bakterizider Aktivität gegen intrazelluläres Mabs und Wirksamkeit in einem Zebrafisch-Infektionsmodell. Zusammen identifizieren diese Ergebnisse ein vielversprechendes Gerüst für die therapeutische Entwicklung und demonstrieren die Nützlichkeit dieser auf Biolumineszenz basierenden Plattform zur Entdeckung von bakteriziden Wirkstoffen gegen Mabs.

@article{doi101016jcelrep2026117311,
    author = "Singh, Samsher und Sorayah, Ria und Chen, Yushu und Mulholland, Claire V und Daher, Wassim und Pee, Carmen J E und Tan, Casandra Ai Zhu und Wee, Denise und Chen, Zhuoyan und Oehlers, Stefan H und Kline, Kimberly A und Chng, Shu Sin und Berney, Michael und Kremer, Laurent und Moraski, Garrett und Pethe, Kevin",
    title = "Ein auf Biolumineszenz basierender chemischer Screen identifiziert ein bakterizides Naphthalen-1-ylmethanamin-Gerüst, das MmpL3 in Mycobacterium abscessus targett.",
    year = "2026",
    journal = "Cell reports",
    abstract = "Die Behandlung von Mycobacterium abscessus Lungenkrankheit (Mabs-PD) ist eine wachsende globale Gesundheitsausforderung. Das Fehlen von bakteriziden Antibiotika, die bei therapeutisch relevanten Konzentrationen wirksam sind, unterstreicht die dringende Notwendigkeit der Arzneimittelforschung. Das Targeting der Zellwandsynthese ist eine vielversprechende Strategie für die Arzneimittelforschung, wie am klinischen Erfolg von breitspektrigen β-Lactam-Antibiotika gezeigt. Hier verwenden wir einen auf Biolumineszenz basierenden Whole-Cell-Assay, der optimiert wurde, um Verbindungen zu identifizieren, die sowohl die Zellwandsynthese als auch die oxidative Phosphorylierung stören. Ein fokussierter Arzneimittellibrary-Screen gegen Mabs offenbart ein chemisch handhabbares Naphthalen-1-ylmethanamin-Gerüst mit potenter bakterizider Aktivität. Der optimierte Derivat GM47-1 targett MmpL3, beeinträchtigt die Zellwandintegrität, induziert ATP-Leckage und entkoppelt die Atmung. Weitere chemische Optimierung ergibt ein Derivat mit nanomolarer minimaler Hemmkonzentration, bakterizider Aktivität gegen intrazelluläres Mabs und Wirksamkeit in einem Zebrafisch-Infektionsmodell. Zusammen identifizieren diese Ergebnisse ein vielversprechendes Gerüst für die therapeutische Entwicklung und demonstrieren die Nützlichkeit dieser auf Biolumineszenz basierenden Plattform zur Entdeckung von bakteriziden Wirkstoffen gegen Mabs.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42030156/",
    doi = "10.1016/j.celrep.2026.117311",
    pmid = "42030156"
}

Die sensitive Detektion von Mikroorganismen in komplexen Proben, wie Kräutern, wurde erheblich durch starke Matrixinterferenzen und niedrige Zielkonzentrationen beeinträchtigt. Während magnetische Trennung und Mikrofluidik Anreicherungsleistungen boten, hatten bestehende Plattformen oft Schwierigkeiten, eine effiziente, parallele Anreicherung sowohl spezifischer Pathogene als auch aller aeroben Mikroben zu erreichen. Um diese kritische Lücke zu schließen, haben wir eine integrierte mikrofluidische Plattform entwickelt, die ein benutzerdefiniertes Punktmagnetfeld aufweist, das eine hoch effiziente und parallele Anreicherung mehrerer bakterieller Ziele ermöglicht. Eine Strategie zur Erfassung mit zwei Mechanismen wurde implementiert, die immunomagnetische Kügelchen (IMBs) zur spezifischen Isolierung von Salmonella paratyphi B (S. paratyphi B) und Escherichia coli (E. coli) sowie kationisch polymer-modifizierte Kügelchen zur breitenbandigen Erfassung aerober Bakterien nutzt. Nach der Anreicherung wurden die erfassten lebensfähigen Bakterien schnell über ATP-Biolumineszenz quantifiziert. Das System zeigte eine hohe Sensitivität mit Nachweisgrenzen von 49 CFU mL-1 für S. paratyphi B, 60 CFU mL-1 für E. coli und 55 CFU mL-1 für aerobe Bakterien und zeigte eine starke lineare Antwort (R2 > 0.99) über einen weiten dynamischen Bereich (103-107 CFU mL-1). Die erfolgreiche Anwendung in mit Süßholz gespickten Proben bestätigte die Praktikabilität und Zuverlässigkeit der Plattform für die schnelle, multiplexierte Detektion mikrobieller Kontaminanten in komplexen Kräuterprodukten und bietet ein leistungsfähiges Werkzeug für Qualitäts- und Sicherheitsüberwachung.

@article{doi101039d6ay00153j,
    author = "Zhang, Chunyan und Chen, Chengjian und Zhang, Weifei und Zheng, Jiayu und Wulan, Tuya und Feng, Xuanlin und Wu, Zhisheng und Li, Nan",
    title = "Eine Strategie zur magnetischen Anreicherung mit Punkten zur schnellen, multiplexierten Detektion lebensfähiger Bakterien über ATP-Biolumineszenz.",
    year = "2026",
    journal = "Analytical methods: advancing methods and applications",
    abstract = "Die sensitive Detektion von Mikroorganismen in komplexen Proben, wie Kräutern, wurde erheblich durch starke Matrixinterferenzen und niedrige Zielkonzentrationen beeinträchtigt. Während magnetische Trennung und Mikrofluidik Anreicherungsleistungen boten, hatten bestehende Plattformen oft Schwierigkeiten, eine effiziente, parallele Anreicherung sowohl spezifischer Pathogene als auch aller aeroben Mikroben zu erreichen. Um diese kritische Lücke zu schließen, haben wir eine integrierte mikrofluidische Plattform entwickelt, die ein benutzerdefiniertes Punktmagnetfeld aufweist, das eine hoch effiziente und parallele Anreicherung mehrerer bakterieller Ziele ermöglicht. Eine Strategie zur Erfassung mit zwei Mechanismen wurde implementiert, die immunomagnetische Kügelchen (IMBs) zur spezifischen Isolierung von Salmonella paratyphi B (S. paratyphi B) und Escherichia coli (E. coli) sowie kationisch polymer-modifizierte Kügelchen zur breitenbandigen Erfassung aerober Bakterien nutzt. Nach der Anreicherung wurden die erfassten lebensfähigen Bakterien schnell über ATP-Biolumineszenz quantifiziert. Das System zeigte eine hohe Sensitivität mit Nachweisgrenzen von 49 CFU mL-1 für S. paratyphi B, 60 CFU mL-1 für E. coli und 55 CFU mL-1 für aerobe Bakterien und zeigte eine starke lineare Antwort (R2 > 0.99) über einen weiten dynamischen Bereich (103-107 CFU mL-1). Die erfolgreiche Anwendung in mit Süßholz gespickten Proben bestätigte die Praktikabilität und Zuverlässigkeit der Plattform für die schnelle, multiplexierte Detektion mikrobieller Kontaminanten in komplexen Kräuterprodukten und bietet ein leistungsfähiges Werkzeug für Qualitäts- und Sicherheitsüberwachung.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42037523/",
    doi = "10.1039/d6ay00153j",
    pmid = "42037523"
}