Erstmals lichtempfindliche Moleküle bei Quallen entdeckt

Basel – Forschende der Universität Basel haben bei Quallen erstmals lichtempfindliche Moleküle entdeckt, die zuvor nur bei höheren Tieren bekannt waren. Die Entdeckung dieser so genannten Opsine wirft ein neues Licht auf die Evolutionsgeschichte, wie die Universität am Mittwoch bekannt gab.

Zellen zur Lichtwahrnehmung in Augen von höheren Tieren werden in die Typen der ciliären und der rhabdomerischen Sehzellen unterschieden. Dabei fänden sich die erstgenannten vor allem bei Wirbeltieren, die letztgenannten bei Insekten. Ihre Zellarchitektur und der Übertragungsweg des Lichts unterscheiden sich, was bisher mit der Evolution in Verbindung gebracht wurde, in der sich Wirbeltiere und Insekten auseinander entwickelten.

Quallen als entwicklungsgeschichtlich älteste Tiere mit komplexen Augen verwenden überwiegend ciliäre Sehzellen. Bei der Untersuchung der beteiligten Moleküle bei zwei verschiedenen Quallenarten stiess das Forschungsteam um Professor Walter J. Gehring auf 20 Opsine. Diese Quallen-Opsine seien verwandt mit den ciliären Opsinen. Daraus schlossen die Forschenden, dass sich die Opsine des ciliären und des rhabdomerischen Typs wahrscheinlich in einer sehr viel früheren Zeit auseinanderentwickelt haben, nämlich noch bevor sich die Trennung von Quallen und höheren Tieren wie Wirbeltieren und Insekten herausbildete. „Wir sind nun sehr sicher, dass das Auge nur einmal erfunden wurde und schon sehr alt ist“, sagte Gehring auf Anfrage.

In einer weiteren Studie fanden die Forschenden einen ersten Hinweis dafür, dass Quallen genau wie höhere Tiere Opsine für die Lichtwahrnehmung einsetzen. Die Opsine von Quallen werden an verschiedenen Körperteilen gebildet. Bei der einen untersuchten Quallenart seien einige der lichtempfindlichen Moleküle genetisch im Eierstock ausgebildet. Dies lege eine Rolle bei der zeitlichen Steuerung der Eiablage nahe, die mit dem Wechsel der Mondphasen zusammenhänge. Diese Resultate liessen auf ein neues Szenario in der Entwicklung der Photorezeptoren bei Tieren schliessen und werfen ein neues Licht auf das Sehverhalten von Quallen und ihren Verwandten.

Die Resultate des Biozentrums basieren auf Untersuchungen mit den Quallen Cladonema radiatum, die Augen besitzt, und der augenlosen Podocoryne carnea. Publiziert werden sie in der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift „Current Biology“. (AP)

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