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Plankton : Das Sehen von Bakterien lernen

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Plankton aus dem Pazifik: Vielzeller und Einzeller Bild: Christian Sardet, Tara Expedition

Die zu den Einzellern zählenden Dinoflagelatten sind ungewöhnliche Lebewesen. Sie besitzen sogar ein Sehorgan, das einem Auge gleich aus Hornhaut, Linse und Netzhaut besteht.

          Dinoflagellaten oder Panzergeißler schwimmen mit zwei schlagkräftigen Flagellen, auch Geißeln genannt. Dass solch mobile Einzeller eine Lichtquelle ansteuern können, ist nicht verwunderlich. Schließlich sind viele von ihnen auf Licht angewiesen, weil sie Photosynthese betreiben. Auf besonders raffinierte Art lichtempfindlich sind aber ausgerechnet Dinoflagellaten der Gattung Erythropsidinium, die sich von anderen Einzellern ernähren.

          Ihr namensgebender roter Augenfleck gleicht einem Auge in Miniaturformat, komplett mit Hornhaut, Linse und Netzhaut. Dass es sich bei dieser Struktur tatsächlich um ein Auge vom Kamera-Typ handelt, berichten Wissenschaftler aus Japan, der Schweiz und Saudi-Arabien in der Zeitschrift „Plos One“. Shiho Hayakawa vom Nationalen Institut für Genetik in Mishima und seine Kollegen haben die Einzeller studiert, die sie an Japans Küste aus dem Meer fischten.

          Dinoflagellat der Gattung Erythropsidinium. Der dunkle Fleck ist das Sehorgan.

          Die Linse des winzigen Auges erwies sich als ideal geformt, um Licht auf die schalenförmige Netzhaut zu fokussieren. In den senkrecht stehenden Lamellen, aus denen sich die Netzhaut zusammensetzt, ließen sich bewegliche Filamente nachweisen, wie sie auch zum Inventar von Muskelzellen gehören.

          Das Ergebnis einer fruchtbarer Symbiose

          Bei spärlicher Beleuchtung ziehen sich die Lamellen derart zusammen, dass die Netzhaut dünner und zugleich großflächiger wird. Eine ähnliche Reaktion ist bei den Sehzellen mancher Tintenfische zu beobachten: Wird das Licht schwächer, so werden die Photorezeptoren empfindlicher, indem sie in die Breite gehen.

          Wie die molekulargenetischen Untersuchungen der Forscher zeigen, unterscheidet sich das Sehpigment der großäugigen Dinoflagellaten aber von einschlägigen Proteinen im Reich der Tiere. Es gleicht der für Bakterien typischen Version. Nach Einschätzung der Wissenschaftler könnte sich das Auge von Erythropsidinium als Abkömmling eines Bakteriums entpuppen. In inniger Symbiose mit Einzellern lebend, büßen Bakterien mitunter wohl nach und nach ihre Selbständigkeit ein. Plausibel ist so eine Evolution beispielsweise für die Herkunft von Chloroplasten, die die Photosynthese betreiben.

          Gut möglich, dass die eigenartigen Einzeller-Augen ursprünglich von diesen Zellorganellen abstammen, also indirekt von Bakterien. Eine wichtige Rolle spielt das außergewöhnliche Sehvermögen vermutlich, wenn die Dinoflagellaten ihre Beute finden und fangen. Bislang haben sie sich dabei allerdings noch nie zuschauen lassen.

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