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StartseiteForschung aktuellDie Jahreszeitenuhr des Masu-Lachs03.07.2013

Die Jahreszeitenuhr des Masu-Lachs

Japanische Forscher entdecken den Lichtsensor einer Lachsart

Im Spätsommer und Herbst schwimmen Lachse zum Laichen die Flüsse hinauf - die Jungfische treten im Frühjahr den Rückweg ins Meer an. Den richtigen Zeitpunkt dafür bestimmen die Fische anhand eigener Lichtmessungen. Japanische Forscher haben für die Masu-Lachse geklärt, wo in deren Gehirn der nötige Lichtsensor sitzt.

Von Katrin Zöfel

Auf die schottischen Lachse lässt sich das  Ergebnis aus Japan nicht einfach übertragen - weitere Untersuchungen sind nötig. (picture alliance / dpa - David Cheskin)
Auf die schottischen Lachse lässt sich das Ergebnis aus Japan nicht einfach übertragen - weitere Untersuchungen sind nötig. (picture alliance / dpa - David Cheskin)

Das Interesse von Takashi Yoshimura an Lachsen ist ganz an deren Nutzen orientiert:

"Ich arbeite an der Landwirtschaftsfakultät. Die Tierproduktion zu optimieren, das ist ein wichtiges Ziel für uns. Darum interessiert mich, wie und warum sich Tiere an den Jahreszeiten orientieren."

Was der Fischbiologie von der Universität Nagoya in Japan herausgefunden hat, ist trotzdem für alle besonders spannend, die sich für die reine Biologie interessieren. Er konnte klären, wo im Gehirn von japanischen Masu-Lachsen der Lichtsensor steckt, der es den Tieren ermöglicht, die Tageslängen und damit die Jahreszeiten zu bestimmen. Mit anderen Worten er fand heraus, wo Uhr und Kalender der Fische sitzen: im sogenannten Saccus vasculosus, eine kleinen, runden Hirnregion.

"In diesem Saccus vasculosus sind genau die Gene aktiv, von denen wir aus Experimenten bei Säugetieren und Vögeln wissen, dass sie wichtig sind für die Wahrnehmung der Jahreszeiten. Außerdem haben wir dort lichtempfindliche Proteine gefunden, ähnlich denen in der Netzhaut der Augen. Es ist alles da, was für einen funktionierenden Lichtsensor notwendig ist."

Der Saccus vasculosus sitzt weit innen und unten im Gehirn der Fische, nahe dem Hypothalamus. Auf den ersten Blick ist das überraschend: ein Lichtsensor ganz innen im Hirn.

"Viele Forscher vor uns haben gezeigt, das Licht bei Vögeln und bei Fischen tatsächlich ins Gehirn eindringen kann. Die Knochen des Fischkopfs sind sehr dünn und das Hirn insgesamt ja klein. Licht kommt da gut durch."

Dieses Lichtsinnesorgan ist nicht zum Sehen geeignet, es produziert keine Bilder. Es registriert, wie hell oder dunkel es ist und wie lange. Zusammengenommen mit Informationen über die Temperatur und der Rückmeldung vom Körper, wie gut das Tier genährt ist, entscheidet die Lichtmessung darüber, ob es nun tatsächlich Zeit zur Vermehrung ist. Im Fall der Lachse heißt das: Die Tiere werden genau zur richtigen Zeit geschlechtsreif, in dem Herbst, in dem sie genug Reserven angesammelt haben. Dann schwimmen sie die Flüsse hinauf, laichen und sterben. Die abgelaichten Eier wiederum ruhen für einen Teil des Winters und starten im Frühling ihre Entwicklung. Die Jungtiere machen sich dann zur richtigen Zeit auf in Richtung Meer. Auch diese ersten Schritte der Entwicklung werden durch den Lichtsensor im Saccus vasculosus gesteuert.

"Fische können sehr feine Veränderungen des Lichts wahrnehmen. Sie ziehen daraus unglaublich viele Informationen über ihre Umgebung, viel mehr als wir Menschen uns vorstellen können."

Das sagt Andrew Davie von der Universität von Stirling in Schottland. Er erforscht wie sein japanischer Kollege die kommerzielle Nutzung von Lachsen, war aber an dieser Studie nicht beteiligt. Für die optimale Haltung von Fischen auf Fischfarmen müsse man all das genau wissen, sagt er. Sonst könne man leicht fatale Fehler machen, die die Produktion schmälern. Zunächst gelte die Studie aus Japan, aber eben nur für diese eine Lachs-Art, den Masu-Lachs:

"Die erste Frage, die Fischbiologen jetzt stellen werden, ist: Ist es bei meiner Fischart genauso oder anders? Das werden Studien in den nächsten ein, zwei Jahren zeigen."

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