Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn für Fischlarven die Nacht zum Tag wird

18.01.2019

Biologinnen der Universität Siegen haben herausgefunden, dass Zebrafischlarven Infrarotlicht wahrnehmen können. Das hat weitreichende Konsequenzen für wissenschaftliche Versuche mit diesen Larven.

Sie sind durchsichtig und so klein, dass man sie mit bloßem Auge kaum erkennen kann. Doch obwohl sie so unscheinbar daherkommen, sind Zebrafischlarven in Industrie und Wissenschaft für Forschungszwecke weltweit sehr beliebt.


Die Larven von Zebrafischen sind für Forschungszwecke gut geeignet und werden weltweit in wissenschaftlichen Versuchen eingesetzt.

Universität Siegen


Sarah Hartmann (l.) und Prof. Dr. Klaudia Witte von der Universität Siegen haben herausgefunden, dass Zebrafische Infrarotlicht sehr wohl wahrnehmen können.

Universität Siegen

Sie eignen sich hervorragend als Biosensoren und werden in zahlreichen Versuchen eingesetzt, um beispielsweise die Auswirkungen von Chemikalien (auch in Form von Nanopartikeln), Kosmetika oder Medikamenten auf Gewässerorganismen zu untersuchen.

Dabei wird beobachtet, ob sich das Bewegungsmuster der Larven ändert, wenn entsprechende Substanzen zugesetzt werden. Um bei den Versuchen Dunkelphasen zu simulieren, wird standardmäßig ein spezielles Infrarotlicht verwendet.

Eine Infrarotkamera zeichnet die Bewegungen der Larven dabei weiter auf und liefert sichtbare Bilder. Biologinnen der Universität Siegen haben jetzt herausgefunden: Zebrafischlarven nehmen das Infrarotlicht – entgegen bisheriger Annahmen – durchaus wahr und reagieren darauf.

„Aus Sicht der Larven sind die Dunkel- oder Nachtphasen in den Versuchen gar nicht dunkel“, erklärt Biologie-Professorin Dr. Klaudia Witte. Ein Ergebnis, das sie und Doktorandin Sarah Hartmann überrascht hat und in dem die beiden Wissenschaftlerinnen weitreichende Konsequenzen sehen:

„Das Genom der Zebrafische ist vollständig bekannt. Ihre Larven werden daher auch für neurowissenschaftliche und biomedizinische Studien genutzt“, sagt Sarah Hartmann. Bei den Tests kommen standardisierte Tracking-Systeme zum Einsatz, die mit Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 860 Nanometern arbeiten. Genau dieses Licht nehmen die Larven jedoch sehr wohl wahr, wie Witte und Hartmann mit ihrer Studie bewiesen haben.

„Das Licht eignet sich daher nicht, um in Versuchen den natürlichen Wechsel zwischen Hell- und Dunkelphasen zu simulieren“, stellt Klaudia Witte fest.

Streng genommen müssten nach diesem Ergebnis sämtliche bisherigen Tests mit Zebrafischlarven wiederholt werden. Denn ob während der Untersuchungen ein Tag-Nacht-Wechsel stattfindet oder gefühlt dauerhaft Tag ist, macht durchaus einen Unterschied, erklärt Witte: „Licht hat zahlreiche Auswirkungen auf Organismen. Dauerlicht kann die Aktivität künstlich erhöhen, aber auch senken.

Die Zellen können sich zudem nicht regenerieren und es können verstärkt Stresshormone ausgeschüttet werden.“ Die Siegener Wissenschaftlerinnen wünschen sich, dass ihre Ergebnisse bei zukünftigen Untersuchungen mit Zebrafischlarven berücksichtigt werden. Das Problem lasse sich leicht lösen, indem man Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von mindestens 960 Nanometern verwende, sagt Witte: „Wir konnten nachweisen, dass die Larven dieses Licht tatsächlich nicht wahrnehmen und somit für sie Dunkelheit herrscht.“

Für ihre Versuche haben Witte und Hartmann im Fischlabor der Universität Siegen einen lichtundurchlässigen schwarzen Metallschrank aufgebaut. Darin werden die Zebrafischlarven in Petrischalen verschiedenen Lichtquellen ausgesetzt: Blau-weißes Licht wird für die Tagphasen verwendet, Infrarotlicht mit verschiedenen Wellenlängen für die Nachtphasen. Eine in dem Schrank installierte Kamera filmt die Aktivitäten der Fischlarven in der Schale.

Über einen angeschlossenen Bildschirm können die Aufzeichnungen verfolgt werden. Dieses Tracking-System haben Informatiker der Uni Siegen speziell für die Studie entwickelt. Prof. Dr. Klaus-Dieter Kuhnert und Jan Kunze vom Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS) haben es konstruiert und die Software zur Bewegungserkennung geschrieben.

„Auf das blau-weiße Licht und auf das 860 nm-Infrarotlicht haben die Larven eindeutig reagiert. Wir konnten beobachten, dass sie sich in beiden Fällen von der Lichtquelle wegbewegt haben, es also wahrnehmen“, erklärt Sarah Hartmann. Zebrafischlarven seien generell nicht dem Licht zugewandt und würden helles Licht daher meiden.

Bei Versuchen mit 960 nm-Infrarotlicht konnten die Biologinnen diese so genannte „negative Phototaxis“ hingegen nicht beobachten: „Die Larven meiden dieses Licht nicht, weil sie es offensichtlich nicht wahrnehmen. Darum ist es für die Simulation von Dunkelphasen in Versuchen besser geeignet.“ Warum Zebrafischlarven bestimmtes Licht wahrnehmen und anderes nicht, ist noch unklar.

Hintergrund:
Die Studie mit den Zebrafischlarven fand im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojektes FENOMENO statt, bei dem die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die aquatische Umwelt untersucht wurden. Kürzlich haben Sarah Hartmann und Klaudia Witte ihre Ergebnisse in dem Forschungsmagazin „PLoS ONE“ veröffentlicht.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Klaudia Witte
E-Mail.: Witte@biologie.uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 3297

Originalpublikation:

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0207264

Tanja Hoffmann M.A. | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-siegen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Eintrittspforte für Influenza-Viren entdeckt
21.02.2019 | Universitätsklinikum Freiburg

nachricht Streifen im Genom
21.02.2019 | 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: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Im Focus: Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen

Bislang wurden OLEDS ausschließlich als neue Beleuchtungstechnologie für den Einsatz in Leuchten und Lampen verwendet. Dabei bietet die organische Technologie viel mehr: Als Lichtoberfläche, die sich mit den unterschiedlichsten Materialien kombinieren lässt, kann sie Funktionalität und Design unzähliger Produkte verändern und revolutionieren. Beispielhaft für die vielen Anwendungsmöglichkeiten präsentiert das Fraunhofer FEP gemeinsam mit der EMDE development of light GmbH im Rahmen des EU-Projektes PI-SCALE auf der Münchner LOPEC (19. bis 21. März 2019), erstmals in Textildesign integrierte hybride OLEDs.

Als Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik setzt sich das Fraunhofer FEP schon lange mit der...

Im Focus: Light from a roll – hybrid OLED creates innovative and functional luminous surfaces

Up to now, OLEDs have been used exclusively as a novel lighting technology for use in luminaires and lamps. However, flexible organic technology can offer much more: as an active lighting surface, it can be combined with a wide variety of materials, not just to modify but to revolutionize the functionality and design of countless existing products. To exemplify this, the Fraunhofer FEP together with the company EMDE development of light GmbH will be presenting hybrid flexible OLEDs integrated into textile designs within the EU-funded project PI-SCALE for the first time at LOPEC (March 19-21, 2019 in Munich, Germany) as examples of some of the many possible applications.

The Fraunhofer FEP, a provider of research and development services in the field of organic electronics, has long been involved in the development of...

Im Focus: Laserverfahren für funktionsintegrierte Composites

Composites vereinen gewinnbringend die Vorteile artungleicher Materialien – und schöpfen damit zum Beispiel Potentiale im Leichtbau aus. Auf der JEC World 2019 im März in Paris präsentieren die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein breites Spektrum an laserbasierten Technologien für die effiziente Herstellung und Bearbeitung von Verbundmaterialien. Einblicke zu Füge- und Trennverfahren sowie zur Oberflächenstrukturierung erhalten Besucher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL, Halle 5A/D17.

Experten des Fraunhofer ILT erforschen und entwickeln Laserprozesse für das wirtschaftliche Fügen, Schneiden, Abtragen oder Bohren von Verbundmaterialien –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

LastMileLogistics Conference in Frankfurt befasst sich mit Lieferkonzepten für Ballungsräume

19.02.2019 | Veranstaltungen

Bildung digital und multikulturell: Große Fachtagung GEBF findet an der Uni Köln statt

18.02.2019 | Veranstaltungen

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

Neues Trocknungsverfahren für Batterieproduktion

21.02.2019 | Energie und Elektrotechnik

Neue Eintrittspforte für Influenza-Viren entdeckt

21.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Streifen im Genom

21.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

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