Translate

Thursday, 14 November 2019

Finding Scorpions at Night with a UV Flashlight – Fluorescence in the Endemic Buthus kunti - Πώς εντοπίζουμε σκορπιούς τη νύχτα με υπεριώδη φακό – Ο φθορισμός του ενδημικού Buthus kunti

See also 



Below in English

Κείμενο George Konstantinou

Ένα εντυπωσιακό νυχτερινό φαινόμενο

Οι σκορπιοί είναι κυρίως νυκτόβια ζώα και την ημέρα παραμένουν κρυμμένοι κάτω από πέτρες, μέσα σε σχισμές ή στα υπόγεια καταφύγιά τους. Τα χρώματά τους συνήθως ταιριάζουν με το έδαφος, γεγονός που καθιστά τον εντοπισμό τους με έναν συνηθισμένο φακό αρκετά δύσκολο.

Όταν όμως φωτιστούν τη νύχτα με έναν κατάλληλο υπεριώδη φακό, το σώμα τους εμφανίζει έναν έντονο κυανοπράσινο ή πρασινοκίτρινο φθορισμό. Έτσι, ένας σκορπιός που με το λευκό φως είναι σχεδόν αόρατος μπορεί να ξεχωρίσει αμέσως μέσα στο σκοτάδι.

Το φαινόμενο παρατηρείται και στον Buthus kunti, ένα είδος σκορπιού ενδημικό της Κύπρου.

Φθορισμός και όχι βιοφωταύγεια

Οι σκορπιοί δεν παράγουν μόνοι τους φως. Επομένως, το φαινόμενο δεν είναι βιοφωταύγεια, όπως συμβαίνει στους πυγολαμπίδες και σε ορισμένους θαλάσσιους οργανισμούς.

Πρόκειται για φθορισμό. Ο εξωσκελετός του σκορπιού απορροφά την αόρατη ή σχεδόν αόρατη υπεριώδη ακτινοβολία και επανεκπέμπει μέρος της ενέργειας σε μεγαλύτερα, ορατά μήκη κύματος. Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται την εκπεμπόμενη ακτινοβολία ως χαρακτηριστική κυανή, πράσινη ή πρασινοκίτρινη λάμψη.

Ο φθορισμός εμφανίζεται μόνο όσο ο σκορπιός φωτίζεται από την υπεριώδη πηγή. Όταν απομακρυνθεί ο υπεριώδης φακός, η λάμψη σταματά σχεδόν αμέσως.

Πού δημιουργείται η λάμψη

Ο φθορισμός σχετίζεται με σκληρυμένες στιβάδες του εξωσκελετού και ειδικότερα με μια λεπτή υαλώδη στιβάδα της επιδερμίδας του σκορπιού. Στη στιβάδα αυτή έχουν εντοπιστεί φθορίζουσες χημικές ενώσεις, μεταξύ των οποίων μια β-καρβολίνη και η 7-υδροξυ-4-μεθυλοκουμαρίνη.

Οι ενώσεις αυτές απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία και εκπέμπουν ορατό φως διαφορετικού μήκους κύματος. Επειδή ο φθορισμός προέρχεται από τον εξωσκελετό, μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και στα αποβαλλόμενα υπολείμματα της έκδυσης.

Τι συμβαίνει μετά την έκδυση

Όπως όλα τα αρθρόποδα, οι σκορπιοί πρέπει να αποβάλλουν τον παλαιό εξωσκελετό τους για να αναπτυχθούν. Αμέσως μετά την έκδυση, ο καινούργιος εξωσκελετός είναι μαλακός και ο φθορισμός του είναι πολύ αδύναμος ή απουσιάζει.

Καθώς ο νέος εξωσκελετός σκληραίνει, ο φθορισμός ενισχύεται σταδιακά. Αντίθετα, ο παλιός εξωσκελετός που αποβλήθηκε μπορεί να εξακολουθήσει να λάμπει κάτω από το υπεριώδες φως. Αυτό δείχνει ότι το φαινόμενο αποτελεί ιδιότητα της εξωτερικής επιφάνειας και όχι ενεργή παραγωγή φωτός από το ζωντανό ζώο.

Γιατί φθορίζουν οι σκορπιοί;

Παρόλο που το φαινόμενο είναι γνωστό στην επιστήμη για πολλές δεκαετίες, η ακριβής βιολογική λειτουργία του δεν έχει αποδειχθεί οριστικά. Έχουν προταθεί διάφορες υποθέσεις:

  • προστασία του εξωσκελετού από την υπεριώδη ακτινοβολία,
  • βοήθεια στην αναγνώριση των φωτεινών συνθηκών του περιβάλλοντος,
  • εντοπισμός κατάλληλων σκοτεινών καταφυγίων,
  • συμμετοχή στην επικοινωνία ή στην αναπαραγωγική συμπεριφορά,
  • προσέλκυση ή εντοπισμός θηραμάτων,
  • ή απλώς μια φυσικοχημική ιδιότητα του εξωσκελετού χωρίς κάποια σημερινή εξειδικευμένη λειτουργία.

Μια ενδιαφέρουσα υπόθεση υποστηρίζει ότι ολόκληρος ο εξωσκελετός μπορεί να λειτουργεί ως συλλέκτης φωτός. Η υπεριώδης ακτινοβολία μετατρέπεται σε κυανοπράσινο φως, το οποίο ενδέχεται να βοηθά τον σκορπιό να αντιλαμβάνεται πόσο εκτεθειμένος είναι. Ωστόσο, ούτε αυτή η εξήγηση έχει επιβεβαιωθεί οριστικά για όλα τα είδη.

Επομένως, είναι σωστό να αναφέρουμε ότι γνωρίζουμε πώς δημιουργείται η λάμψη, αλλά δεν γνωρίζουμε ακόμη με βεβαιότητα γιατί εξελίχθηκε ή διατηρήθηκε.

Πώς εντοπίζονται τη νύχτα

Για τη νυχτερινή αναζήτηση χρησιμοποιείται φορητός φακός υπεριώδους ακτινοβολίας, γνωστός και ως φακός UV ή black light. Οι φακοί μεγάλου μήκους κύματος, συνήθως στην περιοχή UV-A, μπορούν να προκαλέσουν έντονο φθορισμό στον εξωσκελετό.

Η αναζήτηση πραγματοποιείται αργά, σαρώνοντας με τη δέσμη του φακού:

  • την επιφάνεια του εδάφους,
  • τις βάσεις θάμνων,
  • τις άκρες και την κάτω περιοχή βράχων,
  • τα ανοίγματα μικρών λαγουμιών,
  • ξερούς τοίχους και πετρώδεις σχισμές.

Ο σκορπιός μπορεί να γίνει ορατός από απόσταση ως ένα έντονο φωτεινό σχήμα που ξεχωρίζει καθαρά από το σκοτεινό υπόβαθρο. Με αυτόν τον τρόπο δεν χρειάζεται να αναποδογυρίζονται συνεχώς πέτρες ούτε να καταστρέφονται τα καταφύγιά του.

Το πλεονέκτημα για την επιστημονική έρευνα

Η χρήση υπεριώδους φωτός αποτελεί μια από τις αποτελεσματικότερες μεθόδους για την ανίχνευση σκορπιών στο πεδίο. Επιτρέπει στους ερευνητές να:

  • καταγράφουν την παρουσία διαφορετικών ειδών,
  • υπολογίζουν τη σχετική αφθονία τους,
  • εντοπίζουν άτομα που κινούνται στην επιφάνεια,
  • μελετούν τη νυχτερινή δραστηριότητα και τη χρήση του ενδιαιτήματος,
  • πραγματοποιούν φωτογραφική τεκμηρίωση,
  • παρακολουθούν πληθυσμούς με περιορισμένη διατάραξη.

Η μέθοδος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για είδη με κιτρινωπό ή ανοιχτόχρωμο σώμα, όπως ο Buthus kunti, τα οποία μπορούν να καμουφλάρονται εξαιρετικά καλά πάνω σε ξηρό ή αμμώδες έδαφος.

Το κυπριακό παράδειγμα του Buthus kunti

Ο Buthus kunti περιγράφηκε ως νέο είδος το 2011 από τους Ersen Aydın Yağmur, Hakan Koç και Wilson R. Lourenço. Είναι ενδημικός της Κύπρου, γεγονός που σημαίνει ότι η φυσική του εξάπλωση περιορίζεται στο νησί.

Πρόκειται για σκορπιό της οικογένειας Buthidae, με κιτρινωπό έως ωχροκίτρινο χρωματισμό. Οι γνωστές οικολογικές παρατηρήσεις τον συνδέουν κυρίως με αμμώδη εδάφη, όπου μπορεί να δημιουργεί λαγούμια και να δραστηριοποιείται κοντά ή κάτω από χαμηλούς θάμνους.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας το χρώμα του μπορεί να τον κάνει δύσκολα ορατό. Τη νύχτα, όμως, κάτω από υπεριώδες φως, ολόκληρο σχεδόν το περίγραμμα του σώματος, οι δαγκάνες, τα πόδια και η ουρά εμφανίζονται έντονα φωτεινά.

Ασφαλής και υπεύθυνη παρατήρηση

Η αναζήτηση σκορπιών πρέπει να πραγματοποιείται μόνο για παρατήρηση, φωτογράφιση ή επιστημονική καταγραφή. Δεν χρειάζεται να αγγίζουμε, να πιάνουμε ή να μετακινούμε τα ζώα.

Οι σκορπιοί δεν επιδιώκουν να επιτεθούν στον άνθρωπο, αλλά μπορεί να κεντρίσουν όταν παγιδευτούν, πιεστούν ή αισθανθούν ότι απειλούνται. Δεν πρέπει να τοποθετούμε γυμνά χέρια κάτω από πέτρες ή μέσα σε σχισμές.

Κατά τη νυχτερινή έρευνα είναι σημαντικό:

  • να χρησιμοποιούμε κλειστά παπούτσια,
  • να προσέχουμε πού πατάμε,
  • να μην φωτίζουμε ανθρώπους ή ζώα στα μάτια με τον υπεριώδη φακό,
  • να μη μετακινούμε ή καταστρέφουμε πέτρες και λαγούμια,
  • να αποφεύγουμε την παρατεταμένη έκθεση του σκορπιού στο έντονο φως,
  • να αφήνουμε το ζώο ακριβώς στο σημείο όπου το βρήκαμε.

Το υπεριώδες φως μπορεί να βλάψει τα μάτια και το δέρμα όταν χρησιμοποιείται λανθασμένα. Η δέσμη δεν πρέπει ποτέ να κατευθύνεται προς τα μάτια και χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή με ισχυρούς φακούς UV.

Ένας αθέατος κόσμος αποκαλύπτεται

Η χρήση ενός υπεριώδους φακού αποκαλύπτει έναν κόσμο που παραμένει σχεδόν αόρατος στο συνηθισμένο φως. Η ξαφνική εμφάνιση ενός σκορπιού ως φωτεινού κυανοπράσινου σχήματος μέσα στο σκοτάδι είναι ένα από τα εντυπωσιακότερα φαινόμενα που μπορεί κάποιος να παρατηρήσει κατά τη νυχτερινή εξερεύνηση της φύσης.

Ο φθορισμός δεν κάνει μόνο ευκολότερη την ανεύρεση του ενδημικού Buthus kunti. Προσφέρει επίσης ένα πολύτιμο, μη καταστρεπτικό εργαλείο για τη μελέτη, τη φωτογράφιση και την προστασία των σκορπιών της Κύπρου.

Ταξινόμηση του Buthus kunti

  • Βασίλειο: Animalia
  • Συνομοταξία: Arthropoda
  • Υποσυνομοταξία: Chelicerata
  • Ομοταξία: Arachnida
  • Τάξη: Scorpiones
  • Οικογένεια: Buthidae
  • Γένος: Buthus
  • Είδος: Buthus kunti
  • Επιστημονική ονομασία: Buthus kunti Yağmur, Koç & Lourenço, 2011
  • Κατάσταση στην Κύπρο: Ενδημικό είδος

Βίντεο

Εντοπισμός του Buthus kunti τη νύχτα με υπεριώδη φακό

Βίντεο: George Konstantinou

Πηγές




                  Find Scorpions at night with a UV Flashlight - Buthus kunti 




Finding Scorpions at Night with a UV Flashlight – Fluorescence in the Endemic Buthus kunti – Cyprus

Text by George Konstantinou

A remarkable nocturnal phenomenon

Scorpions are primarily nocturnal animals and remain concealed during the day beneath stones, inside crevices or within their underground shelters. Their colours usually match the surrounding ground, making them quite difficult to locate with an ordinary flashlight.

When illuminated at night with a suitable ultraviolet flashlight, however, their bodies display an intense blue-green or greenish-yellow fluorescence. A scorpion that is almost invisible under white light can therefore become immediately distinguishable in the darkness.

This phenomenon also occurs in Buthus kunti, a scorpion species endemic to Cyprus.

Fluorescence, not bioluminescence

Scorpions do not produce their own light. The phenomenon is therefore not bioluminescence, as observed in fireflies and certain marine organisms.

It is fluorescence. The scorpion’s exoskeleton absorbs invisible or nearly invisible ultraviolet radiation and re-emits part of the energy at longer, visible wavelengths. The human eye perceives this emitted radiation as a characteristic blue, green or greenish-yellow glow.

Fluorescence is visible only while the scorpion is being illuminated by the ultraviolet source. When the UV flashlight is removed, the glow ceases almost immediately.

Where the glow is produced

The fluorescence is associated with hardened layers of the exoskeleton, particularly a thin hyaline layer within the scorpion’s cuticle. Fluorescent chemical compounds have been detected in this layer, including a beta-carboline and 7-hydroxy-4-methylcoumarin.

These compounds absorb ultraviolet radiation and emit visible light at different wavelengths. Because fluorescence originates in the exoskeleton, it can even be observed in the discarded remains left behind after moulting.

What happens after moulting

Like all arthropods, scorpions must shed their old exoskeleton in order to grow. Immediately after moulting, the new exoskeleton is soft and its fluorescence is extremely weak or absent.

As the new exoskeleton hardens, its fluorescence gradually becomes stronger. In contrast, the discarded old exoskeleton may continue to glow under ultraviolet light. This demonstrates that fluorescence is a property of the outer surface rather than the active production of light by the living animal.

Why do scorpions fluoresce?

Although the phenomenon has been known to science for many decades, its precise biological function has not been conclusively demonstrated. Several hypotheses have been proposed:

  • protection of the exoskeleton against ultraviolet radiation,
  • assistance in recognising surrounding light conditions,
  • identification of suitable dark shelters,
  • a role in communication or reproductive behaviour,
  • attraction or detection of prey,
  • or simply a physicochemical property of the exoskeleton without a specialised present-day function.

One interesting hypothesis suggests that the entire exoskeleton may function as a light collector. Ultraviolet radiation is converted into blue-green light, possibly helping the scorpion perceive how exposed it is. However, this explanation has not been conclusively confirmed for all species.

It is therefore accurate to state that we understand how the glow is produced, but we still do not know with certainty why it evolved or has been retained.

How scorpions are located at night

A portable ultraviolet flashlight, also known as a UV flashlight or black light, is used for nocturnal searches. Long-wave ultraviolet flashlights, generally within the UV-A range, can produce strong fluorescence in the exoskeleton.

The search is conducted slowly by sweeping the beam across:

  • the surface of the ground,
  • the bases of bushes,
  • the edges and lower areas of rocks,
  • the entrances of small burrows,
  • dry-stone walls and rocky crevices.

A scorpion may become visible from a distance as an intensely glowing shape that stands out clearly against the dark background. This method reduces the need to repeatedly overturn stones or damage the animal’s shelter.

An advantage for scientific research

Ultraviolet illumination is one of the most effective methods for detecting scorpions in the field. It enables researchers to:

  • document the presence of different species,
  • estimate their relative abundance,
  • locate individuals moving on the surface,
  • study nocturnal activity and habitat use,
  • produce photographic documentation,
  • monitor populations with limited disturbance.

The method is particularly useful for species with yellowish or pale bodies, such as Buthus kunti, which may be extremely well camouflaged against dry or sandy ground.

The Cypriot example of Buthus kunti

Buthus kunti was described as a new species in 2011 by Ersen Aydın Yağmur, Hakan Koç and Wilson R. Lourenço. It is endemic to Cyprus, meaning that its natural distribution is restricted to the island.

It belongs to the family Buthidae and has a yellowish to pale-yellow colour. Available ecological observations associate it mainly with sandy ground, where it may construct burrows and remain active near or beneath low bushes.

During the day, its colour can make it difficult to detect. At night, however, under ultraviolet light, almost the entire outline of its body, pincers, legs and tail appears intensely illuminated.

Safe and responsible observation

Searching for scorpions should be undertaken only for observation, photography or scientific recording. There is no need to touch, capture or move the animals.

Scorpions do not seek to attack humans, but they may sting when trapped, pressed or threatened. Bare hands should never be placed beneath stones or inside crevices.

During nocturnal fieldwork, it is important:

  • to wear closed footwear,
  • to watch where you step,
  • never to shine the ultraviolet beam into the eyes of people or animals,
  • not to move or destroy stones and burrows,
  • to avoid prolonged exposure of the scorpion to intense light,
  • to leave the animal exactly where it was found.

Ultraviolet light can damage the eyes and skin when used incorrectly. The beam must never be directed into the eyes, and powerful UV flashlights require particular care.

Revealing a hidden world

An ultraviolet flashlight reveals a world that remains almost invisible under ordinary light. The sudden appearance of a scorpion as a glowing blue-green shape in the darkness is one of the most impressive phenomena that can be observed during the nocturnal exploration of nature.

Fluorescence does more than make the endemic Buthus kunti easier to locate. It also provides a valuable, non-destructive tool for studying, photographing and protecting the scorpions of Cyprus.

Classification of Buthus kunti

  • Kingdom: Animalia
  • Phylum: Arthropoda
  • Subphylum: Chelicerata
  • Class: Arachnida
  • Order: Scorpiones
  • Family: Buthidae
  • Genus: Buthus
  • Species: Buthus kunti
  • Scientific name: Buthus kunti Yağmur, Koç & Lourenço, 2011
  • Status in Cyprus: Endemic species

Video

Finding Buthus kunti at night with an ultraviolet flashlight

Video by George Konstantinou

Sources

No comments:

Post a Comment