Kompaß in der Zelle

News: Kompaß in der Zelle

Manche Tiere finden einfach immer ihren Weg. Die Wissenschaft ist sich zwar einig, daß Bienen, Vögel oder Fische das Magnetfeld der Erde zur Orientierung benutzen. Die entsprechenden magnetischen Rezeptorzellen blieben aber bislang unauffindbar. Möglicherweise haben Forscher jetzt in der Nase von Forellen den Kompaß in der Zelle entdeckt.

In den letzten dreißig Jahren fanden Wissenschaftler in vielen Lebewesen Magnetit, ein Mineral, aus dem auch die ersten Kompasse den Menschheit bestanden. Jedoch die einzelnen Zellen zu lokalisieren, in denen das magnetische Material in einer Partikelgröße von etwa 50 Nanometer vorkommt, erwies sich als die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Das allein schon deshalb, weil Methoden zur Identifikation des Magnetits das Gewebe auflösten und die Proben zerstörten.

Vor zwei Jahren jedoch berichtete ein Team unter Leitung von Michael Walker von der University of Auckland in Neuseeland von ersten Erfolgen mit Forellen. Die Biologen hatten sie trainiert, auf Magnetfelder zu reagieren. Wenn die Fische ein magnetisches Feld spürten, berührten sie einen Stab und bekamen Futter. Die Forscher verfolgten den Magnetsinn der Tiere zurück und identifzierten Nervenzellen, deren Wurzeln in einem Eisenkristall-reichen Gewebe hinter der Nase der Forellen lagen.

In ihrer neuen Arbeit benutzten Walker und seine Kollegin Carol Diebel ein magnetisches Kraftmikroskop (MFM) zur Analyse dünner Schnitte aus dem Nasengewebe von Forellen. Bei diesem Verfahren reagiert eine magnetisierte Spitze durch Auslenkungen auf von der Probe ausgehende Magnetfelder. Tatsächlich fand die Gruppe magnetisch polarisierte Partikel im Gewebe. Mit einem Kraftmikroskop (AFM) konnten die Forscher dann die Struktur der vermeintlichen magnetischen Rezeptorzellen aufklären. Sie fanden eine U-förmige Kette aus Magnetit in einem flüssigkeitsgefülltem Beutel, der an eine Vakuole erinnerte. Wie das Gebilde aber genau funktionieren könnte, weiß bisher noch keiner. Eine Hypothese lautet, daß sich die Magnetitkette dem Magnetfeld entsprechend ausrichtet, was möglicherweise zur Öffnung bestimmter Ionenkanäle führt und somit Nervenimpulse auslöst.

Einige Wissenschaftler, die das gelegentlich als etwas oskur betrachtete Thema seit Jahrzehnten nicht losläßt, fühlen sich jetzt bestätigt. "Damit ist es entschieden", meint Joseph Kirschvink vom California Institute of Technology in Pasadena, der vor 20 Jahren die auf Magnetit beruhenden Magnetorientierung vorschlug. John Phillips, Neurowissenschafter an der Indiana University, ist vorsichtiger. Um den Mechanismus mit dem Verhalten in Verbindung zu bringen, sei es nötig, diese Zellen zu stören und eine Wirkung auf die Orientierungsfähigkeit festzustellen.

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