News: Tiefe Einsichten
Die Hydrothermalquellen der Tiefsee haben sich als zoologisches El Dorado mit einer einzigartigen Tierwelt erwiesen. Dazu gehören auch Krabben, die im Laufe ihrer Entwicklung ihre Augen komplett umbauen.
© C. Epifanio, A. Dittel, R. Cohen, T. Cronin, T. Ford. (Ausschnitt)
Die Besatzung der Alvin glaubte ihren Augen nicht zu trauen. Hier unten, in 2400 Meter Tiefe, sollte es nur spärliches Leben geben. Doch den Forschern offenbarte sich eine überaus reichhaltige Organismenwelt mit mehr als 300 bis dahin völlig unbekannten Arten. Die Entdeckung der Hyrothermalquellen bei den Galapagos-Inseln im Jahr 1977 war eine wissenschaftliche Sensation.
Grundlage dieser in der Dunkelheit der Tiefsee existierenden Lebensgemeinschaft sind chemische Verbindungen, wie Schwefelwasserstoff, welche die Hydrothermalquellen reichlich zur Verfügung stellen. Das Ökosystem ist damit unabhängig von der Sonnenenergie.
Zu der exotischen Tierwelt gehört auch die Krabbe Bythograea thermydron. Besonders auffällig an dem fast schneeweißen Tier sind seine Augen: Sie fehlen. Statt Komplexaugen, wie es sich für Krebse gehört, besitzen sie eine nackte Netzhaut ohne vorgeschalteten optischen Apparat. So hielten Wissenschaftler die Tiere für blind, was für die Krabben vermutlich kein schwerer Verlust ist, dringt doch in diese Tiefe kein Sonnenstrahl vor.
Hat die Evolution hier nur gespart, oder passen sich die Tiere gezielt an ihre Umgebung an? Um Licht in dieses Dunkel zu bringen, schaute sich Robert Jinks vom Franklin and Marshall College zusammen mit seinen Kollegen jetzt näher an, was mit den Augen während des Entwicklungszykluses der Krabbe geschieht.
Dabei zeigte sich, dass die im Freiwasser lebenden Larven von Bythograea thermydron durchaus wohl entwickelte und funktionsfähige Komplexaugen besitzen. Ihre höchste Lichtempfindlichkeit liegt bei 447 Nanometern, also im blauen Bereich.
Doch mit der Entwicklung zum ausgewachsenen Tier findet ein kompletter Umbau statt: Die Augen verlieren ihren optischen Apparat, übrig bleibt die nackte Netzhaut. Diese Retina ist jedoch immer noch lichtempfindlich, und zwar vor allem im blau-grünen Bereich um 489 Nanomter.
Und diese Verschiebung zum langwelligeren Bereich hat die Wissenschaftler zunächst besonders überrascht. Denn Wasser absorbiert vor allem langwelliges Licht, sodass nur die kurzwelligen Blautöne in größere Tiefen vordringen können.
Doch genau hier liegt vermutlich die Anpassung: Denn die planktischen Larven schwimmen in Wassertiefen, in denen gerade noch ein Schimmer blauen Sonnenlichtes vordringen kann. Zur Metamorphose steigen sie dann in die völlige Dunkelheit hinab und müssen hier ihren neuen Lebensraum, die Hydrothermalquellen, finden. Diese können sich durch drei Parameter bemerkbar machen: Sulfid, Wärme – und Licht. Denn durch die Oxidation des Schwefelwasserstoffs kann es zur Chemilumineszenz mit Licht im sichtbaren Bereich kommen. Und dieses schwache Glimmen reicht offensichtlich den Krabben zur groben Orientierung. Der Verlust der Komplexaugen offenbart sich damit als Gewinn.
Grundlage dieser in der Dunkelheit der Tiefsee existierenden Lebensgemeinschaft sind chemische Verbindungen, wie Schwefelwasserstoff, welche die Hydrothermalquellen reichlich zur Verfügung stellen. Das Ökosystem ist damit unabhängig von der Sonnenenergie.
Zu der exotischen Tierwelt gehört auch die Krabbe Bythograea thermydron. Besonders auffällig an dem fast schneeweißen Tier sind seine Augen: Sie fehlen. Statt Komplexaugen, wie es sich für Krebse gehört, besitzen sie eine nackte Netzhaut ohne vorgeschalteten optischen Apparat. So hielten Wissenschaftler die Tiere für blind, was für die Krabben vermutlich kein schwerer Verlust ist, dringt doch in diese Tiefe kein Sonnenstrahl vor.
Hat die Evolution hier nur gespart, oder passen sich die Tiere gezielt an ihre Umgebung an? Um Licht in dieses Dunkel zu bringen, schaute sich Robert Jinks vom Franklin and Marshall College zusammen mit seinen Kollegen jetzt näher an, was mit den Augen während des Entwicklungszykluses der Krabbe geschieht.
Dabei zeigte sich, dass die im Freiwasser lebenden Larven von Bythograea thermydron durchaus wohl entwickelte und funktionsfähige Komplexaugen besitzen. Ihre höchste Lichtempfindlichkeit liegt bei 447 Nanometern, also im blauen Bereich.
Doch mit der Entwicklung zum ausgewachsenen Tier findet ein kompletter Umbau statt: Die Augen verlieren ihren optischen Apparat, übrig bleibt die nackte Netzhaut. Diese Retina ist jedoch immer noch lichtempfindlich, und zwar vor allem im blau-grünen Bereich um 489 Nanomter.
Und diese Verschiebung zum langwelligeren Bereich hat die Wissenschaftler zunächst besonders überrascht. Denn Wasser absorbiert vor allem langwelliges Licht, sodass nur die kurzwelligen Blautöne in größere Tiefen vordringen können.
Doch genau hier liegt vermutlich die Anpassung: Denn die planktischen Larven schwimmen in Wassertiefen, in denen gerade noch ein Schimmer blauen Sonnenlichtes vordringen kann. Zur Metamorphose steigen sie dann in die völlige Dunkelheit hinab und müssen hier ihren neuen Lebensraum, die Hydrothermalquellen, finden. Diese können sich durch drei Parameter bemerkbar machen: Sulfid, Wärme – und Licht. Denn durch die Oxidation des Schwefelwasserstoffs kann es zur Chemilumineszenz mit Licht im sichtbaren Bereich kommen. Und dieses schwache Glimmen reicht offensichtlich den Krabben zur groben Orientierung. Der Verlust der Komplexaugen offenbart sich damit als Gewinn.
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