Die Netzhaut im Auge von Vögeln ist permanent von Sauerstoff abgeschnitten und funktioniert trotzdem hervorragend. Spezielle Anpassungen sorgen dafür, dass sie mittels sauerstofffreiem Stoffwechsel ausreichend Energie erhält. Eine jahrhundertealte Annahme über die Arbeitsweise des Vogelauges erweist sich damit als falsch, berichtet eine Forschungsgruppe um Christian Damsgaard von der Universität Aarhus in Dänemark.

Nervengewebe hat einen hohen Energiebedarf; bei fehlender Sauerstoffzufuhr stirbt es normalerweise rasch ab. Deshalb wird es meist von einem dichten Netz aus Blutgefäßen mit Sauerstoff versorgt. Die Netzhaut des Auges (»Retina«) ist als mehrschichtiges spezialisiertes Nervengewebe sogar besonders energiehungrig. Umso merkwürdiger erscheint es, dass es in der Retina von Vögeln keine Blutgefäße gibt. Wahrscheinlich sorgt das für eine höhere Sehschärfe, denn wo keine Blutgefäße sind, können sie dem einfallenden Licht nicht im Weg sein. Es wirft aber die Frage auf, wie die Vogel-Retina überhaupt arbeiten kann. »Nach allem, was wir über Physiologie wissen, sollte dieses Gewebe nicht funktionsfähig sein«, äußert Damsgaard in einer Pressemitteilung.

Wie der Wissenschaftler und sein Team gezeigt haben, betreiben die inneren Teile der Vogel-Netzhaut einen sauerstofffreien (anaeroben) Stoffwechsel. Eine spezielle Struktur, der Augenfächer oder Pecten oculi, macht das möglich. Dabei handelt es sich um eine stark durchblutete Vorstülpung, die in den Glaskörper des Vogelauges hineinragt. Ihre Funktion war lange Zeit rätselhaft.

Jahrhundertelang haben Forscherinnen und Forscher angenommen, der Augenfächer versorge die Vogel-Netzhaut mit Sauerstoff. Das war allerdings schwer zu überprüfen, wie der Neurowissenschaftler Henrik Mouritsen von der Universität Oldenburg erläutert, der an der Studie mitwirkte. Denn laut Mouritsen ist es technisch sehr anspruchsvoll, den Sauerstoffgehalt in der Retina unter normalen physiologischen Bedingungen zu messen.

Nach jahrelangen Vorarbeiten gelangen dem Forschungsteam solche Messungen schließlich, zusammen mit molekularbiologischen Analysen des Netzhautgewebes. Die Ergebnisse überraschten: Entgegen den Annahmen beliefert der Augenfächer die Vogel-Netzhaut überhaupt nicht mit Sauerstoff. Stattdessen enthält er sehr viele Proteine, die Glukose- beziehungsweise Lactatmoleküle transportieren. Damit versorgt er die Netzhaut mit dem Einfachzucker Glukose und entfernt dessen anaerobes Abbauprodukt Lactat aus ihr. Das erlaubt es der Netzhaut, große Mengen von Glukose zu verstoffwechseln und so an die benötigte Energie zu kommen.

Womöglich ist diese Erkenntnis auch in der Humanmedizin wichtig. »Bei Komplikationen wie einem Schlaganfall leidet das menschliche Gewebe darunter, dass die Sauerstoffversorgung unterbrochen ist und sich Abfallprodukte des Stoffwechsels ansammeln«, erläutert der Mediziner Randel Nyengaard von der Universität Aarhus, der an der Studie beteiligt war. »In der Netzhaut von Vögeln sehen wir ein System, das mit solchen Situationen umgeht.« Diesen Mechanismus zu verstehen, könne vielleicht neue Ansätze dafür liefern, wie sich Sauerstoffmangelzustände beim Menschen behandeln lassen.