Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Seesterne die Welt mit anderen Augen sehen, aber nicht riechen

02.08.2016

Die Augen von Seesternen haben für ihre räumliche Orientierung und damit auch für ihre Verbreitung in Ozeanen eine viel größere Bedeutung, als bisher angenommen wurde. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die ein Forscherteam der Universität Bayreuth jetzt in der Fachzeitschrift 'Scientific Reports' veröffentlicht hat. Die neuen Erkenntnisse sind auch in ökologischer Hinsicht von Interesse: Sie könnten langfristig dazu beitragen, einer weiteren Ausbreitung der für Korallenriffe gefährlichen Dornenkronenseesterne entgegenzuwirken.

Eine Plage für die indopazifischen Korallenriffe: Wie Dornenkronenseesterne ihre Futterplätze finden


Auge des Dornenkronenseesterns, deutlich zu erkennen als roter Punkt an der Spitze des Armes.

Foto: Hannes Imhof, Universität Bayreuth; mit Autorangabe zur Veröffentlichung frei.


Dornenkronenseestern auf der Suche nach Nahrung nachts im Riff.

Foto: Hannes Imhof, Universität Bayreuth; mit Autorangabe zur Veröffentlichung frei.

Seesterne sind nicht gerade für ihre Sinnesleistungen bekannt. Generell haben sie weniger Sinnesorgane als beispielsweise der Mensch. Es fehlt ihnen zudem ein Gehirn, das als Schaltzentrale Informationen aus der Umwelt verarbeitet. Es wurde bisher angenommen, dass sich die Tiere bei ihren langsamen Bewegungen hauptsächlich auf ihren Geruchssinn (chemische Wahrnehmung) verlassen.

Die Rolle der anderen Sinne hingegen war unbekannt. Um die Sinnesorgane bei Seesternen zu untersuchen, widmete sich eine Bayreuther Forschergruppe um Prof. Dr. Christian Laforsch einem Seestern mit einem besonders schlechten Ruf: dem Dornenkronenseestern Acanthaster planci.

Dieser Dornenkronenseestern, der sich fast ausschließlich von Korallen ernährt, stellt für seinen natürlichen Lebensraum, die Riffe im Indischen und im Pazifischen Ozean, eine große Bedrohung dar: Er tritt immer wieder in Massenvorkommen auf, bei denen Tausende dieser Tiere ganze Riffe kahlfressen können. Damit stellt er nach tropischen Wirbelstürmen die zweithäufigste Ursache für Korallensterben dar und wird deshalb auch als Plage massiv bekämpft.

Obwohl dieses Tier zu den meistuntersuchten Organismen im Meer zählt, ist über seine Sinnesleistungen überraschend wenig bekannt. Bei Dornenkronenseesternen ging man zum Beispiel lange davon aus, dass sie die Korallenriffe in erster Linie durch chemische Stoffe, die von Korallen abgegeben werden, wahrnehmen und so ihre Nahrungsgründe gezielt aufsuchen. Ihrem Tast- und Sehsinn hingegen konnte bisher kaum eine konkrete Funktion zugeordnet werden. Man ging davon aus, dass die Augen lediglich zur Unterscheidung von hell und dunkel dienen und damit wichtig für die Tag-Nacht-Aktivität des Seesterns sind.

Eine Studie der Universität Bayreuth, die jetzt in der Fachzeitschrift ‚Scientific Reports‘ veröffentlicht wurde, rückt jedoch den Sehsinn als Sinnesorgan des Seesterns in ein anderes Licht: Die Augen sind zu viel mehr fähig als der bloßen Tag-Nacht-Wahrnehmung. Der Seestern kann damit auch Futterplätze oder Verstecke finden. Das Futter, die Korallen, zu riechen – dies funktioniert dagegen nur aus nächster Nähe.

Dem Dornenkronenseestern tief in die Augen geschaut: Untersuchungen zum räumlichen Auflösungsvermögen

Um die Sinnesleistungen des Dornenkronenseesterns zu verstehen, haben die Bayreuther Wissenschaftler zunächst seine Augen genau analysiert. An der Spitze jeder seiner bis zu 21 Arme befindet sich ein kleines Komplexauge. Dieses besteht, ähnlich einem Insektenauge, aus zahlreichen Einzelaugen.

Die Augen, so berechneten die Forscher, haben ein sehr geringes räumliches Auflösungsvermögen. Es ermöglicht dem Seestern lediglich, ein 1 Meter großes Objekt aus fünf Metern Entfernung gerade noch zu erkennen. Damit sieht der Seestern statt des bunten, vielfältigen Riffs lediglich dunkle Schatten. Er sieht also wesentlich schlechter als beispielsweise ein Mensch oder ein Raubtier, aber dennoch alles was er sehen muss, um Nahrung und Verstecke zu finden. Die große Anzahl an augenbewehrten Armen ermöglicht dem Seestern zudem einen kompletten Rundumblick, so dass er seine gesamte Umwelt zeitgleich sehen kann.

Vergleiche von sehenden und blinden Tieren: Wie der Geruchssinn allein in die Irre führt

Um herauszufinden, ob der Geruchs- oder Sehsinn für die Tiere wichtiger ist, setzten die Wissenschaftler sehende und blinde Dornenkronenseesterne in verschiedenen Entfernungen vor einem Korallenblock aus. Den blinden Tieren wurden die Augen vorher unter Betäubung chirurgisch entfernt. Seesterne können ganze Arme inklusive der Augen einfach wieder nachwachsen lassen, denn auch in der Natur verlieren sie häufig Arme oder größere Teile ihres Körpers an Fressfeinde.

Anschließend beobachteten die Wissenschaftler die Tiere und notierten, ob sie die Riffstruktur fanden. Die blinden Tiere konnten sich dabei nur auf ihren Geruchssinn verlassen. Unerwarteter Weise fanden lediglich sehende Tiere das Riff, die blinden liefen meist in die entgegengesetzte Richtung, der vorherrschenden Strömung folgend. Für die Bayreuther Forscher ein klares Zeichen: Dornenkronenseesterne benutzen ihre Augen und nicht ihren Geruchssinn, um ein Riff zu finden.

Diese Erkenntnisse zur Orientierung der Dornenkronenseesterne sind wichtig, um zu verstehen, wie sie sich über weite Gebiete ausbreiten. Somit könnten die Ergebnisse der Forscher auf lange Sicht dazu beitragen, die Massenvorkommen der Dornenkronenseesterne einzudämmen und dadurch einen Beitrag zur Erhaltung der Korallenriffe zu leisten.

Veröffentlichung:

Robert Sigl, Sebastian Steibl and Christian Laforsch,
The role of vision for navigation in the crown-of-thorns seastar, Acanthaster planci.
Sci. Rep. 6, 30834; doi: 10.1038/srep30834 (2016).

Kontakt:

Prof. Dr. Christian Laforsch
Lehrstuhl für Tierökologie I
Universität Bayreuth
Universitätsstraße 30
95447 Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 / 55-2650
E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | Universität Bayreuth
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Rasche Umweltveränderungen begünstigen Artensterben
19.10.2017 | Universität Zürich

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ASEAN Member States discuss the future role of renewable energy

17.10.2017 | Event News

World Health Summit 2017: International experts set the course for the future of Global Health

10.10.2017 | Event News

Climate Engineering Conference 2017 Opens in Berlin

10.10.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Gravitationswellen: Sternenglanz für Jenaer Forscher

19.10.2017 | Physik Astronomie

Materie-Rätsel bleibt weiter spannend: Fundamentale Eigenschaft von Proton und Antiproton identisch

19.10.2017 | Physik Astronomie