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 Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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