In den Tiefen der Ozeane, dorthin, wo das Sonnenlicht nur schwerlich vordringt, organisiert sich das Leben in nahezu permanenter Dunkelheit. Um sich in dieser feindlichen Umgebung zurechtzufinden und zu überleben, mussten Meeresbewohner besondere Sinne entwickeln. In diesem Zusammenhang hat ein Forscherteam eine überraschende Beobachtung gemacht, die unser Verständnis des Sehvermögens bei Wirbeltieren verändert.
Das Wissenschaftlerteam hat bei jungen Tiefseefischen einen Typ von lichtempfindlicher Zelle identifiziert, der zuvor noch nie beschrieben worden war. Diese besondere Zelle besitzt Merkmale, die zwei bekannte Systeme vermischen: die Zapfen, die bei hellem Licht aktiv sind, und die Stäbchen, die an die Dunkelheit angepasst sind. Sie scheint speziell für das Funktionieren in Gebieten mit schwacher Beleuchtung konzipiert zu sein, wie der 'dämmerlichen Zone' der Ozeane.
Zwei Arten von Laternenfischen, Maurolicus muelleri und Maurolicus mucronatus, die im Larven- und Erwachsenenstadium über hybride Photorezeptoren verfügen. Bildnachweis: Dr. Wen-Sung Chung
Die Larven dieser Fische wurden im Roten Meer in Tiefen von 20 bis 200 Metern gesammelt. Diese winzigen Organismen, die kaum einen halben Zentimeter messen, sind von besonderem Interesse. Viele Tiefseefische werden nicht in völliger Dunkelheit geboren; sie wachsen zunächst in Oberflächennähe auf, bevor sie in die Tiefsee abwandern. Folglich muss sich ihr visuelles System im Laufe ihrer Entwicklung schrittweise an wechselnde Lichtbedingungen anpassen.
Diese hybride Zelle nutzt sowohl für Zapfen typische Gene als auch eine an Stäbchen erinnernde Form. Sie ermöglicht ein für die Dämmerung optimiertes Sehen, ein klarer Vorteil für Larven, die sich ernähren und Fressfeinden ausweichen müssen, bevor sie in die Tiefe hinabsteigen. Die Forscher geben an, dass diese Anpassung eine evolutionäre Antwort auf die Lichtverhältnisse in ihrer Umwelt darstellen könnte.
Die potenziellen Anwendungen dieser Entdeckung sind vielfältig. Im technologischen Bereich könnte das Verständnis der Funktionsweise dieser Zelle die Entwicklung leistungsfähigerer Sensoren für Situationen mit schwacher Beleuchtung inspirieren, wie etwa Kameras oder Nachtsichtbrillen. In der Medizin könnte die Untersuchung der beteiligten biologischen Mechanismen Ansätze bieten, um bestimmte Erkrankungen des menschlichen Auges besser zu verstehen.