Rot sehender Fisch, blau sehender Fisch: Tiefseesehvermögen entwickelt sich

Furchterregend aussehende Kreaturen, die in dem fast dunklen bis pechschwarzen Wasser der Tiefsee leben, scheinen Drachenfische nicht sehr nach Augen zu brauchen, ganz zu schweigen von der Fähigkeit, Farbe zu sehen. Einige Drachenfische entwickelten sich jedoch schnell von Blaulichtempfindlichkeit zu Rotlichtempfindlichkeit und dann wieder zu Blau.

Die Tiefsee ist nicht die Art von Umwelt, die eine schnelle Entwicklung zu fördern scheint. "Es ändert sich nicht. Es ist immer dunkel", sagt Studienforscher Christopher Kenaley, ein vergleichender Biologe an der Harvard University. "Es gibt noch etwas, das die Evolution des visuellen Systems vorantreibt."

Die Kraft, die diese Veränderungen antreibt, ist wahrscheinlich die Biolumineszenz, die sowohl vom Drachenfisch selbst als auch von anderen Tiefseekreaturen erzeugt wird, sagte er.

Drachenfische, die Kiefer und Zähne überdimensioniert haben, die ihrer geringen Größe widersprechen, leben zwischen 200 und 2.000 Metern unter der Meeresoberfläche. Etwa 95 Prozent der Tiere in dieser Region können blaues Licht sehen, das die Tiere auch durch Biolumineszenz produzieren. Tiefseetiere, darunter Drachenfische, glühen, um Beute zu locken, miteinander zu kommunizieren oder sich gegen das schwache Licht von der Oberfläche zu tarnen. Einige Drachenfisch Sportköder bekannt als Barbels mit leuchtenden Fasern, die blaue Lichtwellenleiter ähneln.

Obwohl Blau der Standardschatten der Tiefsee ist, scheinen neun Arten von Drachenfischen in der Lage zu sein, rot zu leuchten und zu biolumineszieren.

Blau zu Rot und zurück

Um die Familiengeschichte der Fische zu rekonstruieren, untersuchten die Forscher Variationen in den Sequenzen, die für das lichtempfindliche Pigment Rhodopsin kodieren, sowie drei weitere Gene in Proben von 23 Drachenfischgruppen. (Rhodopsin ist nicht einzigartig für Drachenfische; auch im Menschen vorhanden, ermöglicht dieses Pigment Menschen, im Dunkeln zu sehen.) Um zu klären, wann sich die verschiedenen Fischgruppen in der Evolutionsgeschichte spalten, verwendeten die Forscher das geschätzte Alter fossiler Fische . Diese legten ein Mindestalter für den Teil des Evolutionsbaumes fest, in den die Fossilien passen.

Die Forscher folgerten, dass sich die rote Vision vor etwa 15,4 Millionen Jahren in Drachenfischen entwickelt hat. Rotsehende Arten emittieren weit-rotes Licht, das am Rande des für den Menschen sichtbaren Spektrums fällt. Um dieses Licht zu emittieren, benutzen die Spezies Organe, die Photophore genannt werden, die typischerweise vor dem Auge angeordnet sind. Während das rote Licht nicht als Lockmittel wirken kann, da die meisten Tiere ihre Beute nicht sehen können, erlaubt es den Drachenfischen, ihre Beute heimlich zu erleuchten.

Eine dieser rotsehenden Arten, bekannt als der Stoplight-Loose-Kiefer, hat immer noch einen blaugrünen Photophor, mit dem sie Beute anlockt, bevor sie mit ihrem Unterkiefer auf sie losstößt.

Vor etwa 4 Millionen Jahren sind einige der rotsehenden Fische wieder blau angelaufen. Diese Umkehrung geschah in der "Fledermaus eines Auges in geologischer Zeit", sagte Kenaley zu Live Science. Die Analyse, die das Team durchführte, zeigt, dass zwei moderne Gruppen blau-sehender Drachenfische einst Vorfahren hatten, die auf Rot angewiesen waren.

"Wir verstehen jetzt, dass die visuelle Evolution in einer sehr stabilen sensorischen Umgebung sehr schnell sein kann", sagte er.

Ihr eigenes Licht machen

Biolumineszenz ist wahrscheinlich die Veränderungen in der Vision, sagte Kenaley. Diese Kreaturen vereinten ein Enzym namens Coelenterazin. Von Wirbeltieren zur Neutralisierung freier Radikale verwendet, emittiert Coelenterazin Photonen oder Lichtteilchen. Nach der Filterung durch den Photophor und sein Gewebe ist das austretende Licht blau. Darüber hinaus breitet sich blaues Licht weiter in den tiefen Ozean aus als andere Wellenlängen, daher ist es sinnvoll, dass sich Tiefseefische entwickeln, um diesen Farbton zu sehen.

Die Drachenfische, die rote Biolumineszenz emittieren, scheinen den Prozess, der zur Erzeugung von blauem Licht verwendet wurde, angepasst zu haben, und die Entwicklung dieser Fähigkeit, Rot zu produzieren, trieb wahrscheinlich die Entwicklung der Fähigkeit, sie zu sehen. In der Zwischenzeit hätten jene Fische, die ihre Fähigkeit, in Blau zu sehen, wiedergefunden haben, dies getan, um effektiv Partner zu finden oder blau sehende Beute zu locken, sagte Kenaley.

Diese Studie widerspricht früheren Forschungen, die die Fähigkeit nahelegten, rotes Licht zu sehen, das mindestens zweimal unabhängig entwickelt wurde. In der Zwischenzeit gruppierten andere genetische Studien blau- und rot-sehende Fische getrennt voneinander und fanden keinen Hinweis darauf, dass ein rot-sehender Vorfahre wieder blau wurde.

Die Zeitschrift Evolution hat kürzlich eine Studie veröffentlicht, die diese Arbeit online beschreibt.

Lassen Sie Ihren Kommentar