Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Fisch sieht rot

29.06.2012
Science-Veröffentlichung zum Elefantenrüsselfisch

Elefantenrüsselfische waren unter Biologen bislang vor allem durch eines bekannt: Sie orientieren sich mithilfe eines elektrischen Feldes, das sie selbst aussenden.


Elefantenrüsselfische werden etwa fünfzehn bis zwanzig Zentimeter groß. Juniorprofessor Dr. Jacob Engelmann von der Universität Bielefeld hat untersucht, wie optische Reize vom Gehirn aufgenommen werden. Vanessa Kassing


Die lange „Schnauze“ ist das Markenzeichen des Elefantenrüsselfisches. Mit ihr kann er sich über ein elektrisches Feld orientieren, das er selbst aussendet. Aber auch der Sehsinn spielt bei der Orientierung eine große Rolle, wie Wissenschaftler um Juniorprofessor Dr. Jacob Engelmann von der Universität Bielefeld herausgefunden haben. Jacob Engelmann

Unter Beteiligung der Universität Bielefeld hat ein internationales und interdisziplinäres Team aus Neurobiologen, Zoologen und Physikern nun nachgewiesen, dass auch das Auge des Elefantenrüsselfisches besondere Eigenschaften aufweist. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler jetzt im renommierten Science-Magazin veröffentlicht.

Elefantenrüsselfische leben in trüben Gewässern in Westafrika. Um sich zu orientieren, nutzen sie ein selbst hergestelltes elektrisches Feld. Dies deckt allerdings nur einen Bereich von etwa zehn Zentimetern ab. Die Forscher haben nun nachgewiesen, dass sich der Fisch für größere Distanzen auf seine Augen verlässt – und diese besondere Eigenschaften haben: Die Zapfen der Netzhaut sind in eine becherartige, verspiegelte Struktur eingebettet, sodass das eintreffende Licht verstärkt wird. Die lichtempfindlichen Stäbchen hingegen liegen darunter; sie erreicht weniger Licht.

Was das für die Sicht des Fisches bedeutet, haben Juniorprofessor Dr. Jacob Engelmann von der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld und sein Doktorand Roland Pusch (Universität Bonn) durch physiologische Messungen im Sehzentrum nachgewiesen: Normalerweise arbeiten die empfindlichen Stäbchen nur in der Dämmerung und tragen im Hellen nicht zum Sehen bei. Aufgrund ihrer geschützten Lage sind die Stäbchen des Fisches jedoch auch im Hellen noch funktionsfähig. Die Messungen legen dabei nahe, dass die Information von Stäbchen und Zapfen gemeinsam verarbeitet werden und sich ihre normalerweise getrennten Funktionen, nämlich das Schwarz-Weiß-Sehen bei Nacht und das Farbsehen bei Tag, verbinden. Das Tier verliert die Möglichkeit Farben zu trennen, erhöht aber gleichzeitig die Lichtausbeute. „In den trüben Gewässern, in denen der Elefantenrüsselfisch vorkommt, ist es vor allem das rote Licht, das sich ausbreiten kann. Dieses verstärken die Becherstrukturen, sodass der Fisch als Folge sozusagen rot sieht“, sagt Engelmann.

Darüber hinaus konnten Dr. Jacob Engelmann und Roland Pusch feststellen, dass der Elefantenrüsselfisch überraschend „schnell“ sieht: nämlich 50 Bilder pro Sekunde. Die zum Vergleich untersuchten Goldfische konnten nur 30 Bilder sehen. Gemeinsam mit der Kombination von Stäbchen und Zapfen hilft diese schnelle Reizverarbeitung dem Fisch, nahende Feinde auch im trüben Wasser zu erkennen und schnell auszuweichen.

Die Forschung am Elefantenrüsselfischauge fand unter anderem im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts „Die Retina von schwach-elektrischen Fischen – ein hochspezialisiertes Sinnesorgan mit unbekannten Funktionsprinzipien“ statt. Beteiligt waren neben der Universität Bielefeld die Universitäten Bayreuth, Bonn, Dresden, Cambridge (Großbritannien), Leipzig, Mainz, Tübingen sowie das Pavlov Institut für Physiologie in St. Petersburg (Russland) und das Institut für Augenheilkunde in London (Großbritannien).

Publikation: „Photonic Crystal Light Collectors in Fish Retina Improve Vision in Turbid Water“, Science 29, 2012, Vol. 336 no. 6089 pp. 1700-1703 DOI: 10.1126/science.1218072

Kontakt:
Jun.-Prof. Dr. Jacob Engelmann, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie & CITEC / AG Active Sensing
Telefon: 0521 106-4641
E-Mail: jacob.engelmann@uni-bielefeld.de

Sandra Sieraad | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de

Weitere Berichte zu: Chemische Biologie Elefantenrüsselfisch Gewässer Retina Stäbchen Zapfen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Elektrifizierendes Bettgeflüster von Messerfischen in freier Wildbahn belauscht
28.05.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics