Evolution: Forscher enträtseln Ur-Auge

Es werde Licht! Mit primitivsten Ur-Augen aus nur zwei Zellen können Zooplanktonlarven schon hell und dunkel unterscheiden. Wie genau sie das schaffen, haben deutsche Forscher nun enträtselt. Es waren die ersten evolutionären Schritte auf dem Weg zum komplizierten Auge des Menschen.

Die Larve des Ringelwurms Platynereis dumerilii ist nur rund 50 Mikrometer groß, aber sie kann sehen - wenn auch nur hell und dunkel. Das schafft sie mit zwei ganz rudimentären Augen, die nur aus jeweils zwei Zellen bestehen. Wissenschaftler aus Tübingen und Heidelberg haben die Funktionsweise der kleinsten und einfachsten Augen der Welt nun enträtselt. Dank ihnen hätten vermutlich die ersten Organismen in der Evolutionsgeschichte hell und dunkel unterscheiden können, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Nature" (Bd. 456, S. 395).

Ringelwurm Platynereis dumerilii: Das Schwimmen zum Licht ist entscheidend für sein Überleben
DPA

Ringelwurm Platynereis dumerilii: Das Schwimmen zum Licht ist entscheidend für sein Überleben

Heute finden sich die kleinen Augenflecken noch bei vielen Larven wirbelloser Meeresbewohner. Mit ihrer Hilfe schwimmen sie zum Licht an die Meeresoberfläche und bilden so kollektiv die größte Wanderungsbewegung auf der Erde.

Die Wissenschaftler um Detlev Arendt und François Nédélec vom European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg fanden heraus, dass Augenzellen und Wimpernzellen direkt verbunden sind. Fängt die Augenzelle Licht ein, sendet sie über den Nervenstrang mittels des Neurotransmitters Acetylcholin ein Signal an die Wimpern, die daraufhin ihre Schlagfrequenz verändern und die Larve in Richtung Licht schwimmen lassen (sogenannte Phototaxis), schreiben die Forscher.

Objekte können die Larven mit den Augenflecken nicht erkennen. Das Schwimmen zum Licht und somit zur Meeresoberfläche ist aber entscheidend für den Fortbestand des Ringelwurms: Durch die Wellen an der Wasseroberfläche werden die Larven weiträumig verteilt. "Wir vermuten, dass die ersten Augen im Tierreich genau zu diesem Zweck entstanden sind", erläuterte der Heidelberger Forscher Detlev Arendt. "Die Erkenntnisse über die Phototaxis erlauben uns, die ersten Schritte der Augenentwicklung nachzuvollziehen."

Die Beobachtungen an den Ringelwurmlarven seien exemplarisch für wirbellose Meerestiere wie Krebse, Schwämme und Seesterne. Außerdem könne man mit Hilfe der Larven Rückschlüsse auf frühe Phasen der Evolution ziehen. "Platynereis ist ein lebendes Fossil. Er lebt schon seit Millionen von Jahren nahezu unverändert an den Küsten gemäßigter und tropischer Meere", sagte der Tübinger Forscher Gáspár Jékely. Somit könne die Verbindung von Augenflecken und Wimpernzellen als Ur-Auge der ersten Tiere gelten.

lub/dpa

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