Sehen bei Nacht und Tag - Fledermäuse nehmen UV-Licht wahr

Fledermäuse besitzen in ihrer Netzhaut auch Lichtsinneszellen mit Sehpigmenten für das Tages- und Farbensehen. Diese so genannten Zapfen kommen zwar im Vergleich zu den fürs Nachtsehen nötigen Stäbchen relativ selten vor, sie ermöglichen den nachtaktiven Tieren jedoch Tageslicht-Sehen mit erhöhter Empfindlichkeit für ultraviolettes (UV) Licht. Wissenschaftlern vom Frankfurter Max-Planck-Institut für Hirnforschung und der Universität Oldenburg zufolge helfen die Zapfen den Fledermäusen während der Dämmerung bei der Orientierung und der frühzeitigen Erkennung von Raubvögeln. Von besonderem Vorteil sind die UV-empfindlichen Zapfen bei der Suche nach UV-reflektierenden Blüten.

Abb. 1: Brillenblattnase (Carollia perspicillata) (Bild: Cornelia Hagemann, Goethe-Universität Frankfurt/M.)

Lange Zeit sind Wissenschaftler aufgrund von Gewebeuntersuchungen davon ausgegangen, dass die Netzhaut (Retina) im Auge von Fledermäusen lediglich helligkeitsempfindliche Stäbchen enthält. Genanalysen haben jedoch zwischenzeitlich ergeben, dass diese nachtaktiven Tiere auch Gene zur Bildung zweier Zapfen-Sehpigmente für unterschiedliche Wellenlängen des Lichts besitzen.

Brigitte Müller und ihre Kollegen vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung analysierten deshalb die Sehzellen-Ausstattung zweier in Mittel- und Südamerika beheimateten Blüten besuchenden Fledermausarten, der Langzungenfledermaus Glossophaga soricina und der Brillenblattnase Carollia perspicillata. Zur Identifizierung der verschiedenen Sehzellen verwendeten die Forscher die Methode der Antikörper-Färbung. Damit können die Sehpigmente in den Sehzellen sichtbar gemacht werden. Neben der erwarteten hohen Stäbchendichte - Voraussetzung für das Sehen bei Nacht - fanden die Wissenschaftler auch Zapfen, die 2-4 Prozent der Sehsinneszellen ausmachten. "Dieser Anteil erscheint gering, aber aus Studien an anderen dämmerungsaktiven Tieren wie zum Beispiel Mäusen oder Katzen wissen wir, dass er ausreicht, um die Tiere auch bei Tageslicht sehen zu lassen", sagt Brigitte Müller. Darüber hinaus zeigte die Untersuchung, dass die Fledermäuse Zapfen mit zwei unterschiedlichen Sehpigmenten besitzen: die so genannten S-Zapfen mit hoher Empfindlichkeit für kurzwelliges Licht (UV) und L-Zapfen für langwelliges Licht (gelbgrün). Zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Oldenburg gelang durch elektroretinographische Messungen (ERG) auch der Nachweis, dass UV-Licht die Zapfen tatsächlich besonders stark erregt.

Abb. 2: Lichtsinneszellen in der Netzhaut der Langzungenfledermaus. Immunfluoreszenz-Doppelfärbung mit Antikörpern gegen die Zapfenopsine, L-Zapfen erscheinen in Grün, S-Zapfen in Magenta. In den dunklen Bereichen zwischen den Zapfen liegen die zahlreichen Stäbchen, die hier nicht angefärbt sind (Maßstab entspricht 50 Tausendstel Millimeter). (Bild: Brigitte Müller)

Für die Forscher ist damit klar, dass die erhöhte UV-Empfindlichkeit der untersuchten Tiere auf die Zapfen in der Netzhaut zurückzuführen ist. Zumal UV-Licht die Hornhaut und Linse des Fledermausauges durchdringen kann und bis zur Netzhaut gelangt. "Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass Blattnasen-Fledermäuse UV-Licht wahrnehmen können. Außerdem sind sie mit ihren zwei Zapfentypen prinzipiell in der Lage, Farben zu unterscheiden", erklärt Brigitte Müller. Obwohl Fledermäuse kleine Augen haben, besitzen sie im Gehirn gut ausgebildete Sehzentren. Auch deshalb sind die Wissenschaftler überzeugt, dass der Sehsinn für die Tiere lebenswichtig ist. Denn nicht alle Fledermausarten leben ausschließlich in Dunkelheit - je nach Nistplatz können sie tagsüber auch einer hellen Umgebung ausgesetzt sein.

Fledermäuse benutzen zur Orientierung im Nahbereich in erster Linie ihr ausgezeichnetes Echoortungssystem. Die Tiere können so Hindernisse oder Beutetiere wahrnehmen und umfliegen bzw. ansteuern. Für Entfernungen ab 10 Metern wird die Echoortung allerdings ungenau, da die akustische Umgebung zu komplex wird und zu viele Störgeräusche auftreten. Der Sehsinn erleichtert somit die frühzeitige Erkennung von Feinden, die Nahrungssuche und die Orientierung auf längeren Flugstrecken. Für Blüten besuchende Fledermäuse wie die hier untersuchten sollte das UV-Sehen zudem den Erfolg bei der Futtersuche steigern, da viele der von Fledermäusen besuchten Blüten UV-Licht besonders stark reflektieren.

Max-Planck-Gesellschaft


Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Brigitte Müller, Martin Glösmann, Leo Peichl, Gabriel C. Knop, Cornelia Hagemann and Josef Ammermüller: Bat Eyes Have Ultraviolet-Sensitive Cone Photoreceptors. PLoS ONE 4(7): e6390 (2009)
  http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0006390

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