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Zoologie Fische |
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Zoologie Fische |
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| Zebrafische nutzen Sonnenschutz auch zur Tarnung |
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Zebrafisch-Embryonen tarnen sich vor Fressfeinden, indem sie sich an den Untergrund anpassen. Neurobiologen der Universität Zürich haben nun herausgefunden, dass sich dieser Tarnmechanismus ursprünglich als Sonnenschutz entwickelt hat, um die Fische im Embryonalstadium vor kurzwelliger Sonnenstrahlung zu schützen, da diese das Erbgut in den Zellen schädigen kann.
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| Für tagaktive Tiere wie Zebrafisch-Embryonen, die in seichten Tümpeln in den Reisfeldern Indiens heranwachsen und beinahe durchsichtig sind, stellt die Sonnenexposition ein besonderes Problem dar. Denn kurzwelliges Licht - die ultraviolette Strahlung - besitzt eine hohe Energie und schädigt so das Erbgut. Die Neurobiologen Stephan Neuhauss und Kaspar Müller vom Institut für Molekulare Biologie der Universität Zürich wollten daher herausfinden, mit welchem Mechanismen und ab welchem Entwicklungsstadium Zebrafisch-Embryonen ihr Erbgut vor der aggressiven UV-Strahlung schützen. Wie die beiden Wissenschaftler nun in ihrem kürzlich im Wissenschaftsmagazin PLoS ONE veröffentlichten Artikel zeigen können, wird der Sonnenschutz-Mechanismus in zweiter Linie auch für Tarnzwecke genutzt. |
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Sonnenschutz schon ab dem zweiten Tag
Für ihre Studie untersuchten die Wissenschaftler die Embryonen von Zebrafischen. Deren Hautzellen besitzen bereits am zweiten Tag nach der Befruchtung - also noch vor der Entwicklung der Augen - als Melanosome bezeichnete Pigmente. «Bei geringer Sonneneinstrahlung konzentrieren sich die Pigmente im Zentrum der Hautzellen. Bei starker Sonneneinstrahlung verteilen sich die Pigmente innerhalb der Zellen entlang vorgegebener Wege, worauf der Zebrafisch-Embryo dunkler erscheint», erläutert Stephan Neuhauss die Resultate. Wie die Forscher entdeckten, findet dieser Einlagerungsprozess von dunklen Pigmenten bei viel Licht immer statt, sowohl wenn sich der Embryo auf einem hellen als auch auf einem dunklen Untergrund befindet.
Das Auge macht den Unterschied
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| Überraschenderweise zeigen die Embryonen jedoch ab dem dritten Tag nach der Befruchtung eine auffällige Veränderung: Sie passen sich ihrem Untergrund an. Dies hängt gemäss Neuhauss damit zusammen, dass die Embryonen ab dem dritten Tag sehen können und Augen mit UV-sensitiven Fotorezeptoren in der Netzhaut besitzen. Von diesem Zeitpunkt an sind sie in der Lage zu erkennen, ob sie sich auf einem hellen oder einem dunklen Untergrund befinden und können sich entsprechend anpassen und dadurch tarnen. Solange sich das Tier im Embryonalstadium befindet und durchsichtig ist, überwiegt allerdings der Nutzen des UV-Schutzes. |
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Wenn die Haut schliesslich nicht mehr transparent ist und entsprechend keinen Schutz mehr vor aggressiver Strahlung benötigt, wird die selektive Verteilung der Pigmente innerhalb der Hautzellen vorwiegend zu Tarnzwecken eingesetzt. Mit gutem Grund: Sich einem helleren oder dunkleren Untergrund anpassen und tarnen zu können, reduziert die Chance entdeckt und gefressen zu werden. «Aus dem ursprünglichen UV-Schutz wird ein Tarnmechanismus - ein eindrückliches Beispiel für die sekundäre Nutzung einer bereits vorhandenen Fähigkeit», fasst Neuhauss zusammen.
Literatur:
Kaspar P. Müller, Stephan C. F. Neuhauss, Sunscreen for Fish: Co-option of UV light protection for camouflage. PLOS ONE. January 29, 2014. Link: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0087372
| Quelle: Universität Zürich, Februar 2014 |
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| Vom Zebrafisch lernen |
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Der Zebrafisch fasziniert den Gehirn-Regenerations-Forscher
Was hat der Zebrafisch, was ich nicht habe? Diese Frage kann Prof. Michael Brand von der TU Dresden beantworten. Der Gehirn-Regenerationswissenschaftler des CRTD erforscht mit seiner Arbeitsgruppe die beeindruckenden Fähigkeiten des Zebrafisches: Im Gegensatz zum Menschen kann er den Verlust von Nervenzellen nach Schädigung des Gehirns durch die Bildung neuer Nervenzellen ausgleichen. Nun möchte Prof. Brand dieser' Fähigkeit des Zebrafisches übertragen und Nervenzellen auch im menschlichen Gehirn nachwachsen lassen.
Beim Menschen führt die Alzheimer-Krankheit zum unwiderruflichen Verlust von Nervenzellen im Gehirn. Dabei scheint die Bildung neuer Nervenzellen durch die Aktivierung eigener neuronaler Stammzellen im menschlichen Gehirn prinzipiell möglich, denn Mensch und Fisch verbindet die evolutionäre Vergangenheit. "Es gibt kleine, wichtige Unterschiede vor allem in der Regulation der Gene, sogenannte 'genetische Schalte durch die sich einzelne Wirbeltiere unterscheiden", sagt Prof. Brand. "Diese 'genetischen Schalter' gilt es zu entdecken. Welcher Schalter ist im Zebrafisch-Gehirn anders gestellt, sodass Nervenzellen regenerieren können? Könnten diese Schalter im menschlichen Gehirn wieder aktiviert werden?"
Vor allem die molekularen Mechanismen der Stammzellaktivität im Zebrafischgehirn sind für Prof. Brand und sein Team von hohem Interesse. Da die Genome von Mensch und Zebrafisch durchaus ähnlich sind, könnte es langfristig möglich sein, die während der Evolution verschütteten Regenerationsprogramme, die dem Zebrafisch die Reparatur seines Gehirns erlauben, auch im Menschen zu aktivieren. Prof. Brand: "Wir arbeiten hart daran, zu verstehen, ob und wie diese Mechanismen auch in Säugerzellen funktionieren könnten."
Neben diesem Forschungsprojekt fördert die AFI ab sofort neun weitere Alzheimer-Forschungsvorhaben an den Standorten Aachen, Freiburg, Heidelberg, Leipzig, München und Ulm.
| Quelle: Alzheimer Forschung Initiative e.V., August 2013 |
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Die Alzheimer Forschung Initiative e.V. (AFI) ist ein eingetragener gemeinnütziger Verein. Seit 1995 fördert die AFI mit Spendengeldern Forschungsprojekte engagierter Alzheimer-Forscher und stellt kostenloses Informationsmaterial für die Öffentlichkeit bereit.
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