Evolution: Blinde Fische sehen Licht

Durch das Paaren blinder Fische aus entfernt gelegenen Unterwasserhöhlen ist es Forschern gelungen, Nachkommen zu züchten, die sehen können.

Die Ergebnisse, die diese Woche in Current Biology (1) veröffentlicht wurden, zeigen, dass die beiden Populationen verschiedene evolutionäre Wege, die zur Blindheit führten, genommen haben.

"In erster Linie haben wir gezeigt, dass diese unterschiedlichen Populationen unabhängig voneinander dasselbe äußere Erscheinungsbild entwickelt haben und unterschiedliche Gene dafür verantwortlich waren", sagt Richard Bolowsky von der New York University.

Der blinde Fisch mit dem Namen Astyanax mexicanus (Blinder Höhlensalmler) lebt in isolierten Kalksteinhöhlen im Nordosten Mexikos. Über Jahrtausende des Lebens in Dunkelheit hat der Fisch, der sehende Vorfahren hat, genetische Mutationen angehäuft, die die Entwicklung der Augen beeinflussen, und so seine Sehfähigkeit verloren. Heute leben etwa 29 verschiedenen Arten des blinden Fischs in isolierten Höhlen. Wissenschaftler haben sich lange die Frage gestellt, ob sie alle ihre Sehfähigkeit auf dieselbe Weise verloren haben.

Unterschiede

Bolowsky und seine Mitarbeiter stiegen in die Höhlen hinab und fischten Exemplare verschiedener Populationen, um sie im Labor zu kreuzen. Hätten die Fische dieselben Mutationen der Entwicklung, müssten ihre Nachkommen ebenfalls blind sein, nahmen die Wissenschaftler an. Stattdessen gingen aus dem Experiment etliche Fische mit funktionellen Augen hervor; im besten Fall konnten 40 % der Nachkommen sehen. Die Ergebnisse legen nahe, dass sich die Mutationen der Fische aus verschiedenen Höhlen nicht überlappen.

Um das Sehvermögen zu testen, immobilisierten Bolowsky und sein Team die gekreuzten Fische in einer viskosen Masse. Anschließend verfolgten sie die Augenbewegungen der Fische, während ihnen rotierende Nadelstreifenmuster gezeigt wurden. Zahlreiche Fische konnten die Muster mit ihren Augen verfolgen - zumindest eine Zeit lang. Das Sehvermögen der jungen Fische verschlechterte sich mit dem Alter.

Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die gekreuzten Nachkommen blinder Fisch Augen besitzen können, die funktionell erscheinen (2). Dies jedoch ist "die erste Studie, die zeigt, dass diese Hybriden Sehvermögen besitzen", sagt William Jeffrey, Biologe an der University of Maryland in College Park, der sich mit der Genetik der Augenentwicklung bei Fischen, die in Höhlen leben, beschäftigt hat.

Evolution der Blindheit

Noch immer wissen Forscher nicht genau, was evolutionär zu Blindheit führt. Es existieren unterschiedliche Theorien darüber, warum die Fische abwechselnd als sehende Sonnenliebhaber und als blinde Guano-Esser auftraten.

Bolowsky merkt an, dass das Auge eine Menge Energie benötigt und dass die in Höhlen lebenden Fische ihre Augen zugunsten anderer, vorteilhafterer Anlagen aufgegeben haben könnten, wie zum Beispiel ein besseres System um Vibrationen wahrzunehmen.

(1) Borowsky R. Current Biology 18, R23-R24 (2008) (2) Wilkens, H. Evolution 25, 530-544 (1971)

Dieser Artikel wurde erstmals am 7.1.2008 bei news@nature.com veröffentlicht. doi: 10.1038/news.2008.414. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Rachel Courtland