Man kann Fische nicht fragen, was sie sehen. Aber man kann ihre Genome untersuchen, um Hinweise darauf zu erhalten, wie ihre Augen funktionieren. Als Wissenschaftler dies mit einigen verrückten Tiefseefischen taten, sahen sie etwas Überraschendes: Vier Arten scheinen vier verschiedene und bisher unbekannte Systeme entwickelt zu haben, um Farben in der völligen Dunkelheit in mehr als einer Meile Tiefe zu erkennen.
In Fischaugen, genau wie in Ihren, erkennen Zapfen und Stäbchen das Licht. Die Zapfen verarbeiten die Farbe. Pigmente in den Zapfen, so genannte Opsine, absorbieren bestimmte Wellenlängen und senden Signale an das Gehirn, das die Farben interpretiert. Die Stäbchen sind lichtempfindlicher – sie können ein einzelnes Photon erkennen. Die Stäbchen helfen bei der Helligkeit, insbesondere bei schwachem Licht, aber sie erkennen keine Farben. Diese Konstellation macht fast alle Wirbeltiere, einschließlich dir und mir, farbenblind, wenn das Licht aus ist.
Das wurde jedenfalls lange angenommen.
In der neuen Studie wurden vier Tiefseefische gefunden, die mehr als drei Opsin-Gene für Stäbchen haben, was „die Möglichkeit aufkommen lässt“, dass die Fische „ein auf Stäbchen basierendes Farbsehen haben“, schreiben die Forscher.
Der silberne Tiefsee-Dornflossenfisch hat „erstaunliche“ 38 Stäbchen-Opsin-Gene, so die Forscher. Das sind mehr als in den Zapfen jedes anderen Fisches oder jedes bekannten Wirbeltiers.
„Das war sehr überraschend“, sagte Karen Carleton, Biologieprofessorin an der Universität von Maryland und Mitautorin eines Artikels über die Forschung, der am 10. Mai in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde. „Es bedeutet, dass die silbernen Stachelfische ganz andere visuelle Fähigkeiten haben, als wir dachten. Die Frage ist also, wozu das gut sein soll. Wozu könnten diese Fische diese spektral unterschiedlichen Opsine verwenden?“
Sie vermutet, dass es mit dem Aufspüren von Beute zu tun haben könnte. Hier der Grund:
Bei Fischen mit mehreren Stäbchen-Opsinen überschneiden sich die Wellenlängen, auf die sie abgestimmt sind, mit dem Lichtspektrum, das von einigen biolumineszenten Lebewesen, die dort unten leben, ausgestrahlt wird. Während also kein Sonnenlicht bis in eine Tiefe von 6.500 Fuß vordringt, wo einige dieser Fische leben…
„Es kann sein, dass ihr Sehvermögen auf die verschiedenen Farben des Lichts abgestimmt ist, das von den verschiedenen Arten ausgestrahlt wird, auf die sie Jagd machen“, sagte Carleton.
Da vier verschiedene Fischarten Stäbchen-Opsine besitzen, sagen die Forscher, dass sich das Farbensehen in der Tiefsee unabhängig voneinander mehrfach entwickelt haben könnte, was ein Hinweis darauf ist, dass es einen Vorteil bieten muss.
Viele Tiefseekreaturen gelten als blind. Einige haben gigantische Augen entwickelt. Andere nehmen subtile Bewegungen im Wasser durch Druckveränderungen wahr. Und vielleicht kennen Sie den Seeteufel, der eine Angelrute an seinem Kopf trägt, an der ein biolumineszenter „Köder“ baumelt, den andere Meerestiere auf ihre Gefahr hin sehen.
Die neue Forschung trägt zu einem wachsenden Verständnis der verschiedenen Arten bei, wie Lebewesen in ständiger Dunkelheit überleben und gedeihen.
Eine weitere überraschende Entdeckung mit Fischaugen wurde 2017 gemacht, dieses Mal mit echten Zellen, die unter dem Mikroskop entdeckt wurden. Perlfische, die in der Tiefsee leben, aber vor allem in der Morgen- und Abenddämmerung in der Nähe der Oberfläche jagen, haben eine völlig andere Lösung für das Sehen bei schwachem Licht entwickelt.
„Anstatt eine Kombination aus Stäbchen und Zapfen zu verwenden, kombinieren sie Aspekte beider Zellen in einem einzigen und effizienteren Photorezeptortyp“, sagte Fanny de Busserolles, eine Wissenschaftlerin der University of Queensland, die an dieser Studie beteiligt war, die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde.
Aufgrund der Struktur und des Aussehens der neu entdeckten Zellen bezeichneten die Forscher sie als „stäbchenförmige Zapfen“
Der leitende Forscher der Perlenstudie, der Professor Justin Marshall aus Queensland, brachte die Essenz des wissenschaftlichen Prozesses auf den Punkt:
„Der Mensch liebt es, alles entweder in Schwarz oder Weiß zu klassifizieren“, sagte er. „Unsere Studie zeigt jedoch, dass die Wahrheit ganz anders aussehen könnte als die bisherigen Theorien.“
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