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Knochenfische: Forscher entdecken neuen Seh-Mechanismus

Das Zusammenspiel von Sehzellen bei Fischen ist komplizierter als bisher gedacht. Wissenschaftler haben einen lichtempfindlichen Zelltyp gefunden, der eine Art Feinabstimmung zwischen Stäbchen- und Zapfenzellen übernimmt.

Das Auge ist nicht nur eines der komplexesten Werke der Evolution, sondern entstand im Laufe der Jahrmillionen gleich mehrfach. Säugetiere nutzen zwei verschiedene Rezeptoren in der Netzhaut: die Zapfen für farbiges Licht und die Stäbchen für Hell und Dunkel. Bei Fischen ist das Zusammenspiel von Sehzellen jedoch komplexer, wie Wissenschaftler um Ning Cheng von der Johns Hopkins University in Baltimore nun herausgefunden haben.

Zackenbarsch (Archivbild): Bislang unbekannte Feinabstimmung der Lichtzellen
AP

Zackenbarsch (Archivbild): Bislang unbekannte Feinabstimmung der Lichtzellen

Die Forscher suchten in Netzhautzellen von Knochenfischen nach dem Sehpigment Melanopsin. Bei Säugetieren spielt es eine wichtige Rolle bei Steuerung der inneren Uhr, denn das Pigment sammelt sozusagen das vorhandene Licht und teilt dem Zeitgeber des Gehirns über Nervenverbindungen mit, wie hell oder dunkel es draußen ist. Zum eigentlichen Sehen von Farben und Formen nutzen Wirbeltiere das Pigment Opsin, das in Stäbchen und Zapfen gleichermaßen vorkommt. Melanopsin ist bei Säugetieren in Zellen der Netzhaut angelagert, die keine Funktion für das Formen- oder Farbensehen haben.

Bei Knochenfischen konnten die Wissenschaftler Melanopsin allerdings nicht in Nervenzellen nachweisen, die den Tag-Nacht-Rhythmus regulieren, sondern in Zellen, die am Formensehen beteiligt sind. Diese sogenannten Horizontalzellen verschalten Stäbchen und Zapfen und dienen der Kontrastverstärkung. Die Wissenschaftler isolierten Horizontalzellen aus der Netzhaut von Welsen und testeten deren Reaktion auf Licht. Dieses scheine in der Tat eine Veränderung der Aktivität bei Horizontalzellen zu bewirken, berichten die Forscher im Fachmagazin "Nature".

Sie konnten diesen Effekt jedoch nur bei Zellen feststellen, die Zapfenzellen miteinander verbinden - nicht aber bei solchen, die Stäbchenzellen verbinden. Die Horizontalzellen scheinen um das Tausendfache weniger lichtempfindlich zu sein als deren Partner, die Zapfenzellen. Die Horizontalzellen reagierten sehr langsam auf Licht, sagen die Forscher. Weshalb genau Horizontalzellen lichtempfindlich sind, können die Forscher bisher noch nicht sagen. Sie vermuten aber, dass sie durch das Melanopsin Veränderungen im Umgebungslicht wahrnehmen und dadurch eine Feinabstimmung der Stäbchen und Zapfen vornehmen können.

hda/ddp

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