Der Kompass im Auge

31. Juli 2006, 12:40
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Zugvögel bekommen über Netzhaut-Photorezeptoren Informationen für die Orientierung und verfügen über "virtuelle Sicht" des Magnetfeldes

Wien - Der Kompass im Auge: Eine Forschergruppe um Dr. Henrik Mouritsen und Univ.-Prof. Dr. Reto Weiler von der Universität Oldenburg in Deutschland hat in der Netzhaut von Zugvögeln spezielle Sehpigmente entdeckt, die den Tieren die Orientierung bei Nacht zu ermöglichen scheint. "Diese Cryptochrome vermitteln den Vögeln eine Art 'virtuelles Bild' von der Ausrichtung des Magnetfeldes der Erde", erklärt Mouritsen.

Der Hintergrund: Zugvögel legen jährlich Tausende von Kilometern zurück, überqueren Kontinente, wenn sie zwischen Sommer- und Winterquartier wechseln. Die Tiere müssen sich auf ihrer langen Reise orientieren: Sie fliegen bei Tag und in der Nacht, bei bedecktem Himmel, bei Sonnenschein, über Meere und Gebirge hinweg. Die Zugvögel orientieren sich dabei am Stand der Sonne und am Magnetfeld der Erde.

Nur nächtlich aktives Hirnareal

Dem Sitz dieses geheimnisvollen Magnetsinns ist offenbar das Forscherteam am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften der Universität Oldenburg näher gekommen. Ebenso gelang es der Forschergruppe um Mouritsen gemeinsam mit amerikanischen Kollegen, ein Gehirnareal zu lokalisieren, das nur nachts aktiv ist und anscheinend die nächtliche Navigation von Zugvögeln koordiniert.

"Bei unseren Versuchen konnten wir zeigen", so Mouritsen, "dass diese Moleküle dann bei Zugvögeln vorhanden sind, wenn das magnetische Steuersystem benötigt wird. Wir haben auch festgestellt, dass die Zellen, in denen diese Cryptochrome aktiv sind, während des magnetgesteuerten Orientierungsverhaltens mit dem Gehirn kommunizieren."

Im Gehirn der Tiere entdeckten die Forscher darüber hinaus ein Gehirnareal, wo diese Informationen aus der Netzhaut vermutlich verarbeitet werden. In Versuchen mit der Gartengrasmücke in speziell angefertigten Käfigen hatte das Oldenburger Team festgestellt, dass der heimische Singvogel, wenn er dem natürlichen Magnetfeld der Erde ausgesetzt war, etwa ein Mal pro Minute den Kopf zur Seite bewegte.

Spürte er das Magnetfeld der Erde nicht mehr, nahm dieses Kopfschütteln deutlich zu. Die Wissenschafter folgerten daraus, dass Zugvögel ihren Kompass im Kopf tragen und nach einem magnetischen Orientierungsmuster suchen, indem sie den Kopf bewegen.

Photorezeptoren reagieren auf Magnetfeld

Die Ursache dafür: Bestimmte Photorezeptoren in der Netzhaut der Vögel, so genannte Cryptochrome, reagieren auf das Magnetfeld. Diese besonderen Sehpigmente werden durch blaues und grünes Licht aktiviert und offensichtlich auch durch Magnetfelder beeinflusst. Vier Vertreter der Cryptomchrom-Familie haben die Wissenschafter um Mouritsen in der Netzhaut der Vögel identifiziert.

Die Sehpigmente ermöglichen den Zugvögeln die "virtuelle Sicht" des Magnetfeldes der Erde, so die Hypothese der Forscher. "Man muss sich das vorstellen wie eine vermutlich schwarz-weiße Zielscheibe ohne Ringe", erklärte der dänische Wissenschafter, "deren Helligkeit die Nord-Südachse widerspiegelt."

Mittlerweile gibt es schon Hinweise darauf, wo diese Informationen im Vogelhirn verarbeitet werden. Bei nachtwandernden Zugvögeln entdeckten die Experten ein Gehirnareal, das nur nachts aktiv war. Bei Singvögeln, die nachts nicht wandern, konnten sie diesen als "Cluster N" (N für Nacht-Aktivierung) bezeichneten Gehirnbereich hingegen nicht finden.

Auch bei den Zugvögeln schaltete sich dieser Bereich aus, sobald man den Tieren Augenklappen aufsetzte. Cluster N besteht aus mehreren Regionen und liegt in einem Bereich, wo im Vogelhirn Informationen vom Auge verarbeitet werden. (APA)

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