Neueste Erkenntnisse zeigen, dass Tiefseefische, die sich in Tiefen bewegen, die größer sind als das Sonnenlicht durchdringen kann, eine hervorragende Sehkraft entwickelt haben, die im Tierreich beispiellos ist.
Diese kraftvolle Vision stimmt sicherlich sehr gut mit dem schwachen Leuchten und Funkeln überein, das andere Lebewesen auf dem Meeresboden ausstrahlen. Wenn Sie mehr über dieses faszinierende Phänomen erfahren möchten, lesen Sie weiter.
Welche Proteine sind für das Sehvermögen entscheidend?
Es ist wichtig zu beachten, dass Photorezeptorzellen – Stäbchen und Zapfen – spezialisierte lichtempfindliche Neuronen sind. Diese Zellen verfügen über Proteine vom Opsin-Typ, die auf Licht reagieren, basierend auf den Sehpigmenten, die sie besitzen.
Zapfen enth alten drei verschiedene Arten von Opsinen. Einer mit größerer Empfindlichkeit gegenüber langen Wellenlängen (rotes Licht), ein anderer mit größerer Empfindlichkeit gegenüber mittleren Wellenlängen (grünes Licht) und ein anderer mit größerer Empfindlichkeit gegenüber kurzen Wellenlängen (blaues Licht). Die Kombination der drei Farben (Rot, Gelb und Blau) ist die Grundlage der Farbwahrnehmung.
Stäbchen, die Rhodopsin enth alten, reagieren empfindlicher auf das Lichtniveau. Daher sind sie für das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen verantwortlich, da sie einen Peak mit größerer Empfindlichkeit gegenüber der Wellenlänge von 500 Nanometern, also blaugrünem Licht, aufweisen. Das einzige Problem ist, dass die Wahrnehmung monochromatisch ist und man beim Menschen nur eine Skala von „Graustufen“ sehen kann, die von der Lichtmenge abhängt.
Wie entwickelten Tiefseefische die Aufsicht?
Wie sich kürzlich herausstellte, besitzen einige Tiefseefische außerordentlich viele Gene, die für Rodopsine kodieren.Wie bereits erwähnt, sind dies die Netzhautproteine, die das Lichtniveau wahrnehmen und bei schlechten Lichtverhältnissen unerlässlich sind.
Diese zusätzlichen Gene haben sich verzweigt, um Proteinvarianten zu produzieren, die sich mit der Fähigkeit entwickelt haben, alle möglichen Photonen bei mehreren Wellenlängen einzufangen. Dies könnte bedeuten, dass Fische, die im tiefen Ozean unterwegs sind, trotz der Dunkelheit tatsächlich in Farbe sehen.
Warum ist die Feststellung der Aufsicht bei Tiefseefischen wichtig?
In einer Tiefe von 1000 Metern, im klaren Wasser, ist der letzte Funke Sonnenlicht verschwunden. Aus diesem Grund wird erwartet, dass die Augen im Reich der Dunkelheit eher verkümmern würden, da sie im Dunkeln keine klare biologische Funktion hätten.
Trotz bisheriger Annahmen haben Forscher nun erkannt, dass die Tiefen von einer schwachen Biolumineszenz durchdrungen sind.Dies kommt von verschiedenen Tierarten wie Garnelen, Tintenfischen, Bakterien und sogar Fischen, ist aber nicht leicht zu erkennen. Daher ist es normal zu erwarten, dass bestimmte Raubtiere ihre Sehkraft anpassen und verbessern, um ihre Beute zu erkennen.
In dieser Meeresnische konnten die meisten Wirbeltieraugen kaum ein subtiles Leuchten erkennen. Eine Expertengruppe suchte jedoch in 101 Fischarten nach Opsin-Genen, darunter sieben Fischen aus den Tiefen des Atlantischen Ozeans.
In ihrer Studie fanden sie heraus, dass die meisten Oberflächenwasserfische ein oder zwei RH1-Opsine haben. Vier der Tiefseearten zeichneten sich jedoch dadurch aus, dass sie über mindestens fünf RH1-Gene verfügten. Überraschenderweise hatte einer der Tiefseefische, der Silberstachelflossenfisch (Diretmus argenteus), 38 RH1-Gene.
Ein auf Biolumineszenz eingestellter Fisch
Die vorherige Studie ergab auch, dass viele der Opsin-Proteine, die in den Stäbchen von Diretmus argenteus gefunden werden, auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren.Dadurch kann die Art das gesamte Spektrum der Biolumineszenz (das schwache Licht, das von anderen Lebewesen abgegeben wird) sehen.
Darüber hinaus weisen sie darauf hin, dass Tiere, die in Umgebungen mit extremer Lichtlosigkeit leben, einem natürlichen Selektionsdruck ausgesetzt sein können, um die Sehleistung zu verbessern. Für diese Fische könnte die schwache Biolumineszenz in der Tiefe genauso lebendig und vielfältig sein wie die helle Welt oben.
Andere Tiefseefische können das rote Licht sehen
Eine weitere Studie, die sich mit drei Arten von Tiefsee-Drachenfischen befasste, ergab, dass Tiere dieser Gruppe nicht nur rotes Licht in den Lichtorganen unter dem Augenapparat erzeugen, sondern auch Augen haben, die für diesen Teil des Spektrums empfindlich sind.
Zweifellos gibt ihnen diese Fähigkeit den einzigartigen Vorteil, miteinander kommunizieren zu können. Diese sollte generell zur Zucht eingesetzt werden, aber auch zur Beleuchtung aller Lebewesen, die auf der Jagd nach Beute oder auf der Flucht vor potenziellen Fressfeinden keine langen Wellenlängen sehen können.
Anwendung dieses Wissens
Möglicherweise bilden diese Studien eine Wissensbasis, die möglicherweise in Zukunft dazu beitragen kann, beispielsweise Nachtblindheit zu lindern und sogar neurodegenerative Erkrankungen der Netzhaut zu behandeln. Zweifellos sind die zukünftigen Anwendungen dieser Entdeckungen gelinde gesagt vielversprechend.