Schweinsfisch „fotografiert die eigene Haut von innen“

Schweinsfisch (Albert Kok)
Schweinsfisch (Albert Kok)

Die US-Biologin Lori Schweikert untersuchte einen Schweinsfisch, der in den Florida Keys gefangen wurde, als ihr auffiel, dass seine Haut, obwohl er tot war, die Farbe und das Muster des Bootsdecks hatte, auf dem er lag.

Schweinsfisch (Lachnolaimus maximus) sind eine Lippfischart, die den Rifftauchern im Westatlantik und in der Karibik bekannt ist, und obwohl ihre Fähigkeit, sich durch Farbwechsel zu tarnen, bekannt war, führte Schweikert dazu, dass sie dies auch nach dem Tod weiterhin tat, sich fragte, ob die Haut der Fische möglicherweise Licht unabhängig erkennen könnte ihrer Augen und ihres Gehirns. 

Als Postdoktorandin an der Duke University und der Florida International University erforschte sie die Idee des „Hautsehens“ und veröffentlichte 2018 zusammen mit ihrem Biologenkollegen Sönke Johnsen eine Studie Studie Dies zeigt, dass Schweinsfische ein Gen für das lichtempfindliche Protein Opsin tragen, das in ihrer Haut aktiviert wird – ein Opsingen, das sich von denen in ihren Augen unterscheidet. 

Nun wurde die Hypothese der Wissenschaftler, dass lichtempfindliche Haut Schweinsfischen und anderen Tieren wie Kraken dabei hilft, ihre Umgebung wahrzunehmen, durch neue Erkenntnisse überholt, die eine überraschendere Möglichkeit nahelegen: dass die Fische sie verwenden, um sich selbst zu sehen und sicherzustellen, dass ihre Tarnung angemessen ist für ihre Umgebung.

Wie Schweikert es ausdrückt: „Wenn Sie keinen Spiegel hätten und Ihren Hals nicht beugen könnten, wie würden Sie dann wissen, ob Sie angemessen gekleidet sind?“

2 Farbwechsel-GIF
Ein farbverändernder Schweinsfisch (Lori Schweikert)

Unbekannter Zelltyp

Schweikert, jetzt Assistenzprofessor an der Universität von North Carolina Wilmingtonund Johnsen stellten ein Team zusammen, dem Wissenschaftler des Florida Institute of Technology, der Florida International University und des Air Force Research Laboratory angehörten, um Haut von verschiedenen Körperteilen eines Schweinsfisches zu untersuchen.

Jedes Chromatophor (Hautzelle) enthält Körnchen aus rotem, gelbem oder schwarzem Pigment, die sich über die Zelle ausbreiten können, um deren Farbe zu verdunkeln, oder sich zusammenballen, sodass die Zelle transparenter wird.

Großansicht
Pigmentkörnchen in Chromatophoren fächern sich auf oder bündeln sich, um Zellen hell oder dunkel erscheinen zu lassen (Lori Schweikert et al.)

Das Team stellte fest, dass in den Hautzellen keine Schweinefisch-Opsine produziert werden. Stattdessen fanden sie einen bisher unbekannten Zelltyp, der mit Opsin-Protein gefüllt war und direkt unter den Chromatophoren lag.

Auf die Haut auftreffendes Licht musste die pigmentgefüllten Chromatophore passieren, bevor es diese lichtempfindliche Schicht erreichte. Es wurde geschätzt, dass Opsinmoleküle in der Haut von Schweinsfischen am empfindlichsten gegenüber blauem Licht sind, für dessen Absorption die Pigmentkörnchen in den Chromatophoren am besten geeignet sind.

Die lichtempfindlichen Opsine scheinen Lichtveränderungen einzufangen und durch die pigmentgefüllten Zellen darüber zu filtern, während sich die Pigmentkörnchen entweder zusammenballen oder auffächern.

Beobachten, wie sich ihre eigene Farbe ändert

„Die Tiere können es im wahrsten Sinne des Wortes aushalten für Ihre privaten Foto ihrer eigenen Haut von innen“, sagt Johnsen. „In gewisser Weise können sie dem Tier sagen, wie seine Haut aussieht, da es sich nicht wirklich bücken kann, um hinzuschauen.“

Augen nehmen Licht wahr, bilden aber auch Bilder. „Wir haben keine Beweise dafür, dass dies in ihrer Haut passiert“, sagt Schweikert, glaubt aber, dass Schweinsfische „ihre eigene Farbveränderung zu beobachten scheinen“, um ihre Farbe feinabstimmen zu können, damit sie zu dem passt, was sie mit ihren Augen sehen.

Für Kreaturen, die ihre Farbe ändern, um Raubtieren auszuweichen, zu jagen, Rivalen zu warnen oder Partner zu gewinnen, könnte eine solche Fähigkeit „über Leben und Tod entscheiden“.

Das Team glaubt, dass ihre Arbeit den Weg zu neuen sensorischen Feedback-Techniken für Geräte wie Roboterglieder und selbstfahrende Autos ebnen könnte, die ihre Leistung optimieren müssen, ohne sich ausschließlich auf Sehkraft oder Kamera-Feeds zu verlassen. Ihre Studie wurde gerade veröffentlicht in Nature Communications veröffentlicht .

Auch auf Divernet: Kraken träumen – aber was ist damit?

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