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Sinne: Ich sehe was, was keiner sieht

Weil sie im Angesicht des Kochtopfes meist urinieren, sind sie bei chinesischen Köchen als "Pisskrebse" bekannt. Um das Malheur zu verhindern, werden sie aufgespießt. Ähnlich machen es die Krebse mit ihrem eigenen Abendessen: Mit den blitzschnellen Fangwerkzeugen erdolchen sie die Beute. Die rabiaten Meeresbewohner können aber auch etwas, das bis jetzt von keinem anderen Tier bekannt war.
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Die Sonne hinter den Wolken zu sehen, ist ein Ding der Unmöglichkeit für jeden Menschen. Nicht jedoch für Bienen: Sie benutzen das polarisierte Licht des Himmels zur Orientierung in der Landschaft. Und auch andere Insekten und Krebse haben die Fähigkeit, dieses Licht mit ihren Facettenaugen wahrzunehmen.

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Odontodactylus cultrifer | Fangschreckenkrebs-Männchen im australischen Korallenriff
Im unpolarisierten Licht – wie der ursprünglichen Sonnenstrahlung – breiten sich die Wellen in vielen Schwingungsebenen aus. Durch verschiedene Prozesse wie Reflexion oder Streuung können sich diese Schwingungsebenen jedoch verändern. Laufen sie dadurch annähernd parallel, handelt es sich um das für Bienen und Co hilfreiche linear polarisierte Licht. Auch die in tropischen Meeren beheimateten Fangschreckenkrebse gehören zu den Glücklichen, die etwas zu sehen bekommen, das für den Menschen unsichtbar bleibt.

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Fangschreckenkrebs | Ein Odontodactylus-cultrifer-Weibchen
Schon in früheren Studien hatten Justin Marshall und seine Kollegen von der Universität von Queensland in Brisbane die visuellen Fähigkeiten der ungewöhnlichen Krustentiere unter die Lupe genommen. Während das menschliche Linsenauge sich auf wenige Fotorezeptoren beschränkt, die Lichtstrahlen der Wellenlänge von 400 bis 700 Nanometern wahrnehmen können, leistet sich das Facettenauge der Fangschreckenkrebse gleich sechzehn verschiedene Typen für einen Wellenlängenbereich zwischen 300 und 750 Nanometer. In der bunten Unterwasserwelt sehen sie so zusätzlich linear polarisiertes und UV-Licht und übertreffen insgesamt die Grenzen der menschlichen Farbwahrnehmung um ein Vielfaches.

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Lichtrezeptoranordnung | Ommatidien im Mittelband der Retina des Fangschreckenkrebses: (DH) dorsale Hemisphäre, (VH) ventrale Hemisphäre, (1-6) Reihen eins bis sechs des Mittelbandes
Doch Fangschreckenkrebse können noch mehr: Sie nehmen offenbar auch zirkular polarisiertes Licht wahr. Hierbei pflanzen sich die Lichtwellen schraubenförmig um die Ausbreitungsrichtung fort – entweder mit (R-CPL) oder gegen (L-CPL) den Uhrzeigersinn.

In einer Verhaltensstudie beobachteten die Forscher, dass die Krebse zwischen den beiden Drehrichtungen unterscheiden können. Sie unterteilten die Tiere in zwei Gruppen und setzten ihnen jeweils zwei Boxen vor – eine davon gefüllt mit Futter. In Gruppe eins reflektierte die Futter-gefüllte Kiste R-CPL und die Niete L-CPL; in Gruppe zwei war es umgekehrt. Nach einer Trainingsphase waren die Tiere auch später noch in der Lage, die Niete von der Futterbox anhand der Drehrichtung der Lichtwellen auseinander zu halten.

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Auge des Fangschreckenkrebs | R8-Zellen des Mittelbands, die sich quer durch die Mitte der Fangschreckenaugen ziehen
Unter dem Polarisationsmikroskop entdeckten die Wissenschaftler anschließend die verantwortlichen Zellen: Die so genannten R8-Zellen befinden sich in zwei der sechs Linsenreihen, die sich quer durch die Mitte der Krebsaugen ziehen. Während die anderen vier Reihen des Mittelbandes linear polarisiertes Licht wahrnehmen, unterscheiden die Reihen fünf und sechs zirkular polarisiertes Licht. Genauer gesagt formen R8-Zellen die zirkulierenden Wellen in linear polarisiertes Licht um, sodass es die darunter liegenden R1-7 Zellen detektieren können.

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Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen | Links das Telson des männlichen Fangschreckenkrebses, rechts das Telson des weiblichen betrachtet unter einem Polarisationsfilter
Doch was haben die Krebse überhaupt davon? Bestimmte Oberflächenproteine wandeln unpolarisiertes Licht beim Reflektieren in zirkular polarisierte Strahlung. Und die Forscher entdeckten drei Fangschreckenkrebs-Arten (Ondontodactylus ssp.), bei denen ausschließlich die Männchen zirkular polarisiertes Licht reflektierten. Sie vermuten daher, dass die männlichen Krebse so Signale bei der Partnersuche aussenden oder es als geheimes Kommunikationsmittel verwenden. Besonders im trüben Wasser wäre diese Geheimsprache vorteilhaft.

Warum das menschliche Linsenauge von all dem nichts sieht, liegt unter anderem an der Beweglichkeit der Sinneszellen: Sie richten sich jeweils nach der jeweiligen Wellenebene aus und können daher die unterschiedlichen Einfallswinkel nicht mehr unterscheiden, weil ihnen ein fester Bezugspunkt fehlt. Ganz anders verhält sich das bei den Facettenaugen. Hier sind die Lichtrezeptoren im Gegensatz zum Linsenauge meist nicht beweglich. Sie sitzen fest und nehmen so die verschiedenen Einfallswinkel der Schwingungsebenen wahr. Zustande kommt ein Blick auf die Welt, von dem wir als Menschen nur träumen können.
21.03.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 21.03.2008

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