News: Fisch mit Durchblick
Wer nichts sieht, fängt nichts. Buckellachse müssen sich deswegen etwas einfallen lassen, wollen sie bei ihrem Umzug in tieferes Wasser nicht auf einmal Hunger leiden. Ein Kniff in ihren Augen rettet sie vor dem Hungertod.
Tauchers Traum: Eintauchen ins blaue Meer und sich verzaubern lassen von Spiel der Farben und des Lichts. Bunte Fische ziehen vorüber, schillernde Fischschwärme wechseln schlagartig die Richtung, Korallen leuchten bunt durch das kristallklare Wasser. In etwas tieferen Regionen weicht die Farbenpracht nach und nach einem bläulichen Dämmerlicht, und noch ein bisschen weiter unten sieht der Taucher gar nichts mehr – es sei denn, er hat eine starke Lampe bei sich.
Auf solch technische Hilfsmittel können Lachse nicht zurückgreifen, wenn sie im Laufe ihres Lebens von der oberen Etage in eine tiefere umziehen: Als winzige Jungtiere verspeisen sie nahe der Wasseroberfläche Kleinstlebewesen. Werden sie älter und größer, stellen sie ihren Speiseplan allmählich auf größere Fische um. Diese erbeuten sie in größerer Tiefe – und das sogar mit Erfolg, obwohl dort unten andere Lichtverhältnisse herrschen. Ohne einen kleinen Trick im optischen System wäre ihnen weniger Jagdglück beschieden.
Wirbeltiere – zu denen auch der Lachs gehört – sehen Farben mit speziellen Rezeptoren, den Zapfen. Diese enthalten einen Sehfarbstoff, der aus dem Protein Opsin und einem daran gebundenen lichtempfindlichen Molekül auf Basis des Vitamin A besteht. Lachse arbeiten mit vier verschiedene Zapfentypen, die spezifisch auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren: Einer registriert UV-Licht, ein anderer blaues Licht, der Dritte grünes und der Vierte ist empfindlich für Rotlicht.
Doch die Lachse brauchen nicht immer alle Zapfentypen. Solange sie im UV-reichen Oberflächenwasser auf Jagd gehen, sollten sie vor allem in diesem Wellenlängenbereich hervorragend sehen. Ziehen sie in das von blauem Licht dominierte tiefere Wasser um, benötigen sie vor allem für diese Lichtverhältnisse sensible Sehzellen. Einige Lachse reagieren auf diesen Wechsel, indem sie kurzerhand den lichtempfindlichen Teil des Sehfarbstoffes gegen einen anderen, geeigneteren austauschen. Doch nicht alle vertrauen dieser Methode: Der Buckellachs (Oncorhynchus gorbuscha) verlässt sich lieber auf seine eigene Technik, wie Christiana Cheng und Iñigo Novales Flamarique von der Simon Fraser University im kanadischen Burnaby herausfanden.
Die beiden Forscher vermuteten, dass Buckellachse nicht das lichtempfindliche Molekül, sondern den Proteinbestandteil des Sehfarbstoffes, das Opsin, verändern. Deswegen markierten sie bei unterschiedlich alten Buckellachsen die Boten-RNA für das Opsin, das auf kurzwelliges UV-Licht spezialisiert ist, mit einem blauen Farbstoff. Die RNA für das auf längerwelliges Blaulicht reagierende Eiweiß versahen sie mit einer roten Markierung. Mit diesem Trick konnten sie verfolgen, welcher Opsintyp gerade gebildet wird.
Zusätzlich bestimmten sie an einzelnen Zapfen per Mikrospektrophotometer, welche Wellenlänge die Sehzellen absorbieren. Diese Methode ist so sensibel, dass sich mit ihr sogar feststellen lässt, welche Wellenlängen die einzelnen Teilabschnitte eines einzigen Zapfen absorbieren.
So beobachteten die Wissenschaftler, dass Jungtiere ausschließlich UV-absorbierendes Opsin produzieren – optimal für ihr Leben im UV-reichen Oberflächenwasser. Werden die Fische älter, stellen sie die Produktion allmählich auf die blaues Licht absorbierende Opsin-Variante um. Da das Eiweiß an der Basis der Sehzellen gebildet wird, schiebt sich das UV-Opsin langsam in Richtung Spitze des Zapfens und wird von der Basis her sukzessive durch Blau-Opsin ersetzt. Dabei entstehen während der Übergangsphase Zapfen von einem Mischtyp, in dem beide Opsin-Varianten gleichzeitig vorhanden sind.
Ältere Fische beschränken sich dann ausschließlich auf die Herstellung von Blau-Opsin. Damit stellen sie pünktlich zu ihrem Umzug in tiefere Gewässerschichten mit bläulich dominierten Lichtverhältnissen auch ihren optische Apparat auf die optimale Empfindlichkeit ein. Der Jagderfolg ist ihnen sicher – auf technische Hilfsmittel wie Lampen können Buckellachse also getrost verzichten.
Auf solch technische Hilfsmittel können Lachse nicht zurückgreifen, wenn sie im Laufe ihres Lebens von der oberen Etage in eine tiefere umziehen: Als winzige Jungtiere verspeisen sie nahe der Wasseroberfläche Kleinstlebewesen. Werden sie älter und größer, stellen sie ihren Speiseplan allmählich auf größere Fische um. Diese erbeuten sie in größerer Tiefe – und das sogar mit Erfolg, obwohl dort unten andere Lichtverhältnisse herrschen. Ohne einen kleinen Trick im optischen System wäre ihnen weniger Jagdglück beschieden.
Wirbeltiere – zu denen auch der Lachs gehört – sehen Farben mit speziellen Rezeptoren, den Zapfen. Diese enthalten einen Sehfarbstoff, der aus dem Protein Opsin und einem daran gebundenen lichtempfindlichen Molekül auf Basis des Vitamin A besteht. Lachse arbeiten mit vier verschiedene Zapfentypen, die spezifisch auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren: Einer registriert UV-Licht, ein anderer blaues Licht, der Dritte grünes und der Vierte ist empfindlich für Rotlicht.
Doch die Lachse brauchen nicht immer alle Zapfentypen. Solange sie im UV-reichen Oberflächenwasser auf Jagd gehen, sollten sie vor allem in diesem Wellenlängenbereich hervorragend sehen. Ziehen sie in das von blauem Licht dominierte tiefere Wasser um, benötigen sie vor allem für diese Lichtverhältnisse sensible Sehzellen. Einige Lachse reagieren auf diesen Wechsel, indem sie kurzerhand den lichtempfindlichen Teil des Sehfarbstoffes gegen einen anderen, geeigneteren austauschen. Doch nicht alle vertrauen dieser Methode: Der Buckellachs (Oncorhynchus gorbuscha) verlässt sich lieber auf seine eigene Technik, wie Christiana Cheng und Iñigo Novales Flamarique von der Simon Fraser University im kanadischen Burnaby herausfanden.
Die beiden Forscher vermuteten, dass Buckellachse nicht das lichtempfindliche Molekül, sondern den Proteinbestandteil des Sehfarbstoffes, das Opsin, verändern. Deswegen markierten sie bei unterschiedlich alten Buckellachsen die Boten-RNA für das Opsin, das auf kurzwelliges UV-Licht spezialisiert ist, mit einem blauen Farbstoff. Die RNA für das auf längerwelliges Blaulicht reagierende Eiweiß versahen sie mit einer roten Markierung. Mit diesem Trick konnten sie verfolgen, welcher Opsintyp gerade gebildet wird.
Zusätzlich bestimmten sie an einzelnen Zapfen per Mikrospektrophotometer, welche Wellenlänge die Sehzellen absorbieren. Diese Methode ist so sensibel, dass sich mit ihr sogar feststellen lässt, welche Wellenlängen die einzelnen Teilabschnitte eines einzigen Zapfen absorbieren.
So beobachteten die Wissenschaftler, dass Jungtiere ausschließlich UV-absorbierendes Opsin produzieren – optimal für ihr Leben im UV-reichen Oberflächenwasser. Werden die Fische älter, stellen sie die Produktion allmählich auf die blaues Licht absorbierende Opsin-Variante um. Da das Eiweiß an der Basis der Sehzellen gebildet wird, schiebt sich das UV-Opsin langsam in Richtung Spitze des Zapfens und wird von der Basis her sukzessive durch Blau-Opsin ersetzt. Dabei entstehen während der Übergangsphase Zapfen von einem Mischtyp, in dem beide Opsin-Varianten gleichzeitig vorhanden sind.
Ältere Fische beschränken sich dann ausschließlich auf die Herstellung von Blau-Opsin. Damit stellen sie pünktlich zu ihrem Umzug in tiefere Gewässerschichten mit bläulich dominierten Lichtverhältnissen auch ihren optische Apparat auf die optimale Empfindlichkeit ein. Der Jagderfolg ist ihnen sicher – auf technische Hilfsmittel wie Lampen können Buckellachse also getrost verzichten.
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