Farbwechselnde Schlangensterne können sehen

Der Rote Schlangenstern Ophiocoma wendtii erregte erstmals vor mehr als 30 Jahren die Aufmerksamkeit der Wissenschaft, da er einen ausgeprägten Farbwechsel zwischen Tag und Nacht zeigt und eine starke Abneigung gegen Licht hat.

Vor kurzem nun konnte ein Team um Lauren Sumner-Rooney von der Universität Oxford und Esther Ullrich-Lüter vom Museum für Naturkunde Berlin nachweisen, dass die Körperoberfläche von Ophiocoma wendtii von tausenden lichtempfindlichen Zellen bedeckt ist.

Der genaue Mechanismus, wie diese Zellen gesteuert werden, blieb jedoch ein Rätsel. Die neuesten Forschungen zeigen, dass Ophiocoma wendtii in der Lage ist visuelle Reize zu sehen, und dass seine charakteristische Farbänderung eine wichtige Rolle bei der Ermöglichung des Sehens spielen könnte.

Lauren Sumner-Rooney, eine Forschungsstipendiatin am Museum für Naturkunde der Universität Oxford, untersucht seit Jahren ungewöhnliche visuelle Systeme und arbeitet bezüglich Ophiocoma mit dem Museum für Naturkunde in Berlin zusammen.

„Verhaltensexperimente lieferten uns nicht nur den ersten Beweis, dass diese Schlangensterne sehen können, sondern sind erst das zweite bekannte Beispiel für das Sehvermögen eines Tieres, dem die Augen fehlen“, sagt Sumner-Rooney.

„Überraschend für uns war jedoch, dass die Reaktionen der Tiere die tagsüber erfolgreich getestet wurden, bei nächtlichen Tests keine positiven Ergebnisse zeigten. Die lichtempfindlichen Zellen schienen aber immer noch aktiv zu sein“.

Das Forscherteam machte sich daran, die Ursache für diese dramatische Verhaltensänderung zu identifizieren und dabei mögliche Faktoren wie Motivationsverlust und zu geringe Lichtintensität, die das Sehen zu schwierig machen, auszuschließen.

Unveränderbar war die charakteristische Farbveränderung von Ophiocoma wendtii, von einem tiefen Rot am Tag zu einem Beige in der Nacht. Zuvor hatte das Team gezeigt, dass ein eng verwandter Schlangenstern, Ophiocoma pumila, zwar ebenfalls Lichtsensoren hat, aber nicht die gleiche Farbveränderung aufweist. Seltsamerweise fiel diese blassere Art beim Sehtest durch.

Die Forschenden kombinierten Techniken und rekonstruierten digitale Modelle einzelner lichtempfindlicher Zellen der beiden Arten, mit und ohne die dunkle Tagespigmentierung von Ophiocoma wendtii.

„Wir konnten nachweisen, dass das Pigment tagsüber das Licht, das die Sensoren erreicht, auf einen engeren Winkel beschränkt, der ihrer hypothetischen visuellen Auflösung entspricht“, so Esther Ullrich-Lüter, Forscherin am Museum für Naturkunde Berlin.

„Ohne dieses Pigment – bei Ophiocoma pumila oder während der Nacht bei Ophiocoma wendtii – erreichte das Licht die Sensoren aus einem viel breiteren Winkel, was das räumliche Sehen unmöglich macht.“

Publiziert in: Sumner-Rooney L, Kirwan JD, Lowe EK und Ullrich-Lüter E. Extraocular Vision in a Brittle Star Is Mediated by Chromatophore Movement in Response to Ambient Light, Current Biology, 30: 1-9.

Fotos erhalten Sie hier:

http://download.naturkundemuseum-berlin.de/presse/Farbwechselnde_Schlangensterne

Bildunterschrift: Der tropische Schlangenstern Ophiocoma wendtii kann ohne Augen sehen: bewegliche Pigmentzellen und tausende Hautlichtsensoren erlauben ihm grobe Strukturen zu erkennen; z.B. um sich in den Schutz eines Felsens zu retten. Foto: Lauren Sumner-Rooney
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