Zeeborstelwormen, ook bekend als polychaeten, bezitten een opmerkelijk vermogen om onderscheid te maken tussen zonlicht en maanlicht. Dit onderscheid is cruciaal voor hun voortbestaan, omdat ze voor hun voortplanting afhankelijk zijn van het licht van de maan. Wetenschappers hebben ontdekt dat deze wormen dit bereiken via een uniek eiwit dat 'cryptochroom' wordt genoemd. Hier is een gedetailleerde uitleg van hoe cryptochroom borstelwormen in staat stelt zonlicht van maanlicht te onderscheiden:

De structuur en functie van Cryptochrome:

- Cryptochroom is een blauwlicht-fotoreceptoreiwit dat voorkomt in de ogen van borstelwormen.

- Het bestaat uit een flavine-adenine-dinucleotide (FAD)-chromofoor die lichtenergie absorbeert.

- Bij het absorberen van licht ondergaat de FAD-chromofoor een chemische verandering, waardoor een reeks moleculaire gebeurtenissen ontstaat die een signaal naar het zenuwstelsel van de worm sturen.

Detectie van zonlicht versus maanlicht:

- Zonlicht bevat een breed spectrum aan licht, inclusief ultraviolette (UV), zichtbare en infrarode golflengten.

- Maanlicht daarentegen mist significante UV- en infraroodcomponenten, die voornamelijk uit zichtbaar licht bestaan.

- Cryptochroom heeft een specifieke absorptiepiek in het blauwgroene gebied van het zichtbare spectrum, die overvloedig aanwezig is in maanlicht, maar minder intens in zonlicht.

Mechanisme van onderscheid tussen zonlicht en maanlicht:

- Overdag, als er zonlicht aanwezig is, verzadigt de hoge intensiteit van blauwgroen licht cryptochroom, waardoor het geen signalen naar het zenuwstelsel kan sturen.

- Na zonsondergang, wanneer het maanlicht domineert, zorgt de verminderde blauwgroene lichtintensiteit ervoor dat cryptochroom onverzadigd blijft. Deze verandering in de activiteit van cryptochroom veroorzaakt een signaal dat de worm vertelt dat het nacht is.

- Cryptochroom fungeert in essentie als een moleculaire schakelaar, die de relatieve overvloed of schaarste aan blauwgroen licht detecteert om onderscheid te maken tussen zonlicht en maanlicht.

Dit vermogen is vooral belangrijk voor het voortplantingsgedrag van borstelwormen. Veel soorten laten hun eieren en sperma op bepaalde nachten tijdens de maancyclus in de waterkolom vrij, waardoor hun voortplanting wordt gesynchroniseerd met de afwezigheid van roofdieren en een succesvolle bevruchting wordt gegarandeerd. Cryptochrome zorgt ervoor dat deze wormen hun voortplantingsactiviteiten precies afstemmen op de juiste maanfase.

De nauwkeurige detectie en reactie op specifieke lichtgolflengten met behulp van cryptochroom bieden borstelwormen een evolutionair voordeel op het gebied van overleving en reproductief succes. Het toont de ingewikkelde mechanismen van de natuur en de aanpassing aan specifieke omgevingsfactoren.