Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geheimnisse des Lebens im Ozean gelöst

20.11.2008
Wissenschaftler haben herausgefunden, wie die einfachsten Augen der Tierwelt funktionieren

Der Ozean hält immer noch viele Geheimnisse für uns bereit. Eines davon ist die größte Wanderungsbewegung auf der Erde: Unzählige, im Meer schwebende Kleinstlebewesen schwimmen angezogen vom Licht an die Meeresoberfläche.


Larve des Ringelwurms Platynereis
Gáspár Jékely


Der Ringelwurm Platynereis dumerilii
Litographie von Friedrich Hempelmann (1911)

Wissenschaftler vom European Molecular Biology Laboratory (Heidelberg) und vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie (Tübingen) haben jetzt gezeigt, wie die Larven wirbelloser Meeresbewohner zum Licht hin navigieren. Ein Ringelwurm, dessen Larve zwei einfache Augenflecke sowie einen Wimpernkranz zur Fortbewegung besitzt, diente den Forschern dabei als Modellorganismus.

Sobald die Wissenschaftler einen der beiden Augenflecke der Larve beleuchteten, änderten die ihn umgebenden Wimpern ihre Schlagfrequenz und die Larve schwamm auf die Lichtquelle zu. Dies wird durch einen Nervenstrang möglich, der die Augenzellen mit den Wimpernzellen verbindet. So könnten auch die ersten Augen in der Evolutionsgeschichte funktioniert haben. (Nature, 20. November 2008)

Die Larven wirbelloser Meerestiere, wie Krebse, Schwämme und Seesterne, haben die einfachsten Augen der Tierwelt. Diese so genannten Augenflecken bestehen nur aus zwei Zellen: einem Photorezeptor, der das Licht einfängt, und einer Pigmentzelle, die den Photorezeptor zu einer Seite hin abschirmt. Diesen Augentyp hat schon Charles Darwin als Ur-Augen beschrieben, als die ersten Augen in der Evolutionsgeschichte. Mit ihren Augenflecken können die Tiere keine Objekte erkennen, sehr wohl aber die Einfallsrichtung des Lichts. Diese Fähigkeit ist für die Phototaxis, das Schwimmen zum Licht hin, essentiell. Die vertikale Wanderungsbewegung der Planktonorganismen ist der größte Biomassetransport auf der Erde.

"Bislang war völlig unklar, wie die Tiere mit ihren einfachen Augen und Nervenzellen überhaupt zielgerichtet zum Licht hin schwimmen können", sagte Detlev Arendt, der das Projekt am European Molecular Research Laboratory initiiert hat. "Wir vermuten, dass die ersten Augen im Tierreich genau zu diesem Zweck entstanden sind. Die Erkenntnisse über die Phototaxis erlaubt uns, die ersten Schritte der Augenentwicklung nachzuvollziehen."

Der Modellorganismus der Wissenschaftler ist der Ringelwurm Platynereis dumerilii. Seine Larven besitzen je zwei Augenflecke und einen Wimpernkranz, mit dem sie sich fortbewegen. Die Wissenschaftler um Detlev Arendt und Gáspár Jékely haben nun erstmals beschrieben, wie die Augenflecke die Bewegung der Larven regulieren. Wird ein Augenfleck angestrahlt, so sendet die Photorezeptorzelle das Signal über einen Nervenstrang an die umgebenden Wimpern. Diese ändern daraufhin ihre Schlagfrequenz. Der Wasserstrom um die Larve ändert sich. Die Larven, die sich in Form einer Helix schraubenförmig vorwärts bewegen, werden dadurch in ihrer Richtung umgelenkt und bewegen sich auf das Licht zu.

"Platynereis ist ein lebendes Fossil, er lebt schon seit Millionen von Jahren nahezu unverändert an den Küsten gemäßigter und tropischer Meere", sagte Gáspár Jékely vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie. "Wir vermuten, dass die bei Platynereis gefundene direkte Verbindung zwischen Photorezeptor und Fortbewegungsorgan auch schon in den Ur-Augen der ersten Tiere auftrat."

Originalpublikation:

Gáspár Jékely, Julien Colombelli, Harald Hausen, Keren Guy, Ernst Stelzer, François Nédélec, Detlev Arendt
Mechanism of phototaxis in marine zooplankton
Nature, 20 November 2008.
Ansprechpartner:
Dr. Gáspár Jékely
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
Tel: +49 7071 601-1310
E-Mail: gaspar.jekely@tuebingen.mpg.de
Dr. Detlev Arendt
European Molecular Biology Laboratory
Tel: +49 6221 387- 8624
E-Mail: arendt@embl.de
Dr. Susanne Diederich (Presse- und Öffentlichkeitsabteilung)
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
Tel: +49 7071 601-333
E-Mail: presse@tuebingen.mpg.de
Anna-Lynn Wegener (Presseabteilung)
European Molecular Biology Laboratory
Tel: +49 6221 387- 8452
E-Mail: anna.wegener@embl.de
Das Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie betreibt Grundlagenforschung auf den Gebieten der Biochemie, Molekularbiologie, Genetik und Evolutionsbiologie. Es beschäftigt rund 325 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und hat seinen Sitz auf dem Max-Planck-Campus in Tübingen. Das MPI für Entwicklungsbiologie ist eines der 78 Institute und Forschungseinrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Dr. Susanne Diederich | idw
Weitere Informationen:
http://www.embl.de
http://www.tuebingen.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

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

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

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

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

23.01.2017 | Physik Astronomie