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News: Auf keinem Auge blind

Mäuse, denen die Lichtsinneszellen fehlen, sind blind. Und doch reagieren ihre Pupillen auf Lichtreize - ihre Netzhaut besitzt also einen weiteren Rezeptor für die Helligkeit der Umgebung. Anhand des Pupillenreflexes konnten Forscher das noch unbekannte Photopigment nun genauer charakterisieren: Es scheint ein enger Verwandter der in Säugetieraugen auftretenden Opsine zu sein, welche die spektrale Empfindlichkeit der jeweiligen Lichtsinneszellen bestimmen.
Wenn Licht auf unsere Netzhaut fällt, melden die dortigen Lichtsinneszellen – Zapfen und Stäbchen – die Information über den Sehnerv ans Gehirn weiter. Sie teilen sich dabei die Aufgabe: Die Zapfen sind für das Sehen bei Licht höherer Intensität, also bei Tag, und für das Farbsehen zuständig. Die Stäbchen hingegen ermöglichen das Sehen bei Licht niederer Intensität, beispielsweise nachts, können dafür aber keine Farbeindrücke weitergeben.

Doch das ist offenbar nicht alles. Denn selbst, wenn ihnen aufgrund einer genetischen Veränderung Zapfen und Stäbchen fehlen, sind Mäuse weiterhin in der Lage, Tag und Nacht zu unterscheiden und auch ihre Aktivitäten darauf abzustimmen. Sie müssen also noch einen weiteren Rezeptor für Licht besitzen, der unabhängig von den bekannten ist.

Russell Foster und seine Kollegen von der School of Medicine des Imperial College versuchten nun, an diesen Tieren das unbekannte Photopigment näher zu charakterisieren. Sie leuchteten den Mäusen in die Augen und erfassten, wie stark das Auge reagierte, indem es die Pupille zusammenzog.

Am stärksten zeigte sich der Pupillenreflex bei einer Wellenlänge von 479 Nanometern. Das ist sehr verschieden von den bisher bekannten Photopigmenten, die ihr Maximum jeweils im blauen, grünen oder roten Wellenlängenbereich aufweisen. Insgesamt stimmt die Kurvenform der spektralen Empfindlichkeit jedoch mit der von Opsinen überein – den sonst in Photopigmenten von Säugetieren auftretenden Membranproteinen, die festlegen, auf welche Wellenlänge der Lichtrezeptor reagiert. Die Wissenschaftler vermuten daher, dass es sich bei dem unbekannten Protein ebenfalls um ein Opsin handelt und nannten es OP479.

Malcolm von Schantz, Wissenschaftler an der University of Surrey, hält es für durchaus sinnvoll, dass das Auge ein eigenes System besitzt, mit dem es unabhängig vom Sehvermögen die Helligkeit der Umgebung feststellen kann. "Man benötigt das Sehvermögen, um sofort Informationen zu erhalten", erklärt er. Um langfristige Verhaltensweisen, wie Schlafmuster oder jahreszeitlich bedingte Aktionen abzustimmen, reiche dagegen eine grundlegende Vorstellung der Lichtverhältnisse völlig aus.

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  • Quellen
Nature Neuroscience 4(6): 621–626 (2001)

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