Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nachtflugspezialisten haben auch tagsüber den Durchblick

12.06.2007
Deutsch-amerikanisches Forscherteam macht eine unerwartete Entdeckung bei der Untersuchung der Netzhaut nachtaktiver Flughunde

In der Netzhaut der meisten Säugetiere finden sich zwei Lichtsinneszelltypen: die sogenannten Zapfen für das Tageslicht- und Farbensehen, sowie die empfindlicheren Stäbchen für das Nachtsehen. Für die nachtaktiven Fledermäuse galt bisher, dass sie nur Stäbchen besitzen. Wissenschaftler vom Frankfurter Max-Planck-Institut für Hirnforschung und vom Field Museum for Natural History in Chicago haben jetzt herausgefunden, dass die Netzhaut der ebenfalls nachtaktiven Flughunde, nahe Verwandte der Fledermäuse, nicht nur die fürs Nachtsehen nötigen Stäbchen enthält, sondern auch Zapfen. Damit sind die Flughunde auch für ein Sehen bei Tageslicht ausgestattet. Die Forscher vermuten, dass ihnen das bei der frühzeitigen Erkennung von Raubvögeln und bei sozialen Interaktionen in der Kolonie hilft, denn die Tiere haben ihre Ruhequartiere tagsüber oft in offenen Baumkronen, wo sie große Kolonien bilden (Brain, Behavior and Evolution, 2007).


Ruhender Rodrigues-Flughund (Pteropus rodricensis), eine der untersuchten Arten. Man beachte die recht großen, nach vorn gerichteten Augen. Bild: Dana LeBlanc, Lubee Bat Center, Gainesville, Florida

Die Säugetierordnung Fledertiere (Chiroptera) besteht aus zwei Unterordnungen, den Fledermäusen (Microchiroptera) und den Flughunden (Megachiroptera). Im Gegensatz zu Fledermäusen besitzen Flughunde kein Echoortungssystem, dafür haben sie große Augen und gut ausgeprägte Sehzentren im Gehirn. Ein guter Sehsinn ist auch notwendig, denn die Früchte und Nektar fressenden Tiere gehen nachts auf Nahrungssuche und orientieren sich dabei sowohl visuell als auch geruchlich. Während der Hin- und Rückflüge in der Abend- und Morgendämmerung navigieren sie ausschließlich visuell. In mondlosen Nächten können Flughunde daher nicht ausfliegen und müssen hungern. Visuelle Navigation in der Dämmerung und vereinzelt auch bei Tag - das passt eigentlich nicht zu der in einigen klassischen Arbeiten vertretenen Ansicht, dass Flughunde nur Nachtsicht-taugliche Stäbchen besitzen. Und genau deshalb machten sich Brigitte Müller und Leo Peichl vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt/Main und ihr Kollege Steven Goodman vom Field Museum for Natural History in Chicago mit modernen histologischen Methoden daran, die Photorezeptor-Ausstattung der Flughunde zu untersuchen.

Zur Identifizierung der verschiedenen Photorezeptortypen verwendeten die Forscher Sehpigment-spezifische Antikörper und färbten damit die Retinae mehrerer Flughund-Arten. Wie erwartet besaßen alle Arten eine hohe Stäbchendichte - Voraussetzung für die nächtliche Navigation. Daneben fanden sich bei allen aber auch Zapfenpopulationen, die etwa 0,5 Prozent der Photorezeptoren ausmachten. "Dieser Anteil erscheint gering", sagt Brigitte Müller, "aber aus Studien an anderen dämmerungsaktiven Tieren wissen wir, dass er ausreicht, um die Tiere auch bei Tageslicht sehen zu lassen." So haben zum Beispiel Katzen und Hunde nur einen Anteil von etwa zwei bis vier Prozent an Zapfen, und selbst die Retina des tagaktiven Menschen enthält im Mittel nur etwa fünf Prozent Zapfen. "Die Retina der Flughunde ist also kein ‚evolutionäres Unikat’, sondern entspricht dem allgemeinen Säugetierbauplan, der Stäbchen und Zapfen vorsieht", erklärt die Forscherin.

Bei den untersuchten Riesenflughunden (Gattung Pteropus) fanden sich zwei spektrale Zapfentypen: sogenannte Blau-Zapfen, die Licht im kurzwelligen Bereich aufnehmen, und die sogenannten Grün-Zapfen, die Licht im langwelligen Bereich empfangen. Damit haben die Riesenflughunde - wie die meisten anderen Säugetiere - die Zapfen-Ausstattung für dichromatisches Farbensehen. Überraschend war für die Forscher, dass die Retinae der anderen drei untersuchten Gattungen Rousettus (Höhlenflughunde), Eidolon (Palmenflughund) und Epomophorus (Epaulettenflughunde) nur Grün-Zapfen besitzen, die Blau-Zapfen fehlen hier völlig. "Mit nur einem Zapfentyp sind keine spektralen Unterscheidungen möglich, diese Arten sind also farbenblind", sagt Leo Peichl. "Ein solcher Verlust der Blauzapfen ist in der Evolution selten, man hat das bisher nur bei einzelnen Säugergruppen gefunden." Die Forscher schlussfolgern, dass für die drei betroffenen Flughund-Gattungen Farbensehen weniger überlebenswichtig ist als für die Riesenflughunde.

Riesenflughunde haben ihre Tagesquartiere in offenen Baumkronen, wo sie Fressfeinden - besonders Raubvögeln - ausgesetzt sind und ein visuelles ‚Frühwarnsystem’ dem Überleben nützt. "Außerdem schlafen die Flughunde nicht den ganzen Tag, sondern wechseln des öfteren den Hängeplatz und interagieren mit ihren Nachbarn; Jungtiere machen tagsüber Probeflüge", erzählt Brigitte Müller. "Für all diese Tagesaktivitäten müssen sie sehen können." Rousettus hingegen nistet bevorzugt in Höhlen und Epomophorus in den dunkelsten Astregionen großer Bäume. Das mag erklären, warum diese Gattungen etwas kleinere Augen und geringere Zapfendichten als die Riesenflughunde haben und darüber hinaus farbenblind sind. Auch in menschlicher Obhut hingen die Riesenflughunde tagsüber in den offenen Volieren, während sich die anderen Gattungen in abgedunkelte ‚Schlafkammern’ zurückzögen, berichtet Dana LeBlanc vom Lubee Bat Center in Florida. Bei der Futtersuche helfen die Zapfen allerdings nicht, denn nachts sind die Flughunde - wie alle Säugetiere - auf die empfindlicheren Stäbchen angewiesen, die keine Farbinformation vermitteln.

[LP/CB]

Originalveröffentlichung:

Brigitte Müller, Steven M. Goodman & Leo Peichl
Cone photoreceptor diversity in the retinas of fruit bats (Megachiroptera)
Brain, Behavior and Evolution 70: 90-104 (2007)

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Fledermaus Flughunde Riesenflughunde Stäbchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie

Vom Feld in die Schule: Aktuelle Forschung zu moderner Landwirtschaft für den Unterricht

23.01.2017 | Bildung Wissenschaft

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten