Ein „vieräugiger“ Fisch schwimmt an der Oberfläche entlang und hat Augen, die sowohl im als auch außerhalb des Wassers erscheinen.
Neue Forschungen erklären, wie der Fisch gleichzeitig in diesen beiden sehr unterschiedlichen Umgebungen sieht.
Die in den neuesten Royal Society Biology Letters veröffentlichten Ergebnisse helfen zu erklären, wie sich die visuellen Systeme von Tieren, einschließlich des Menschen, als Reaktion auf unterschiedliche Lichtumgebungen entwickeln.
Im Fall des „vieräugigen Fisches“ oder Anableps und seiner Schwesterarten A. microlepis und A. dowei haben die Fische zwei große Augen.
„Der Name „Vieraugenfisch“ rührt daher, dass er jede Pupille in zwei teilt, eine oberhalb und eine unterhalb des Wassers“, erklärte der Hauptautor Gregory Owens gegenüber Discovery News.
Für die Studie analysierten Owens, Biologe an der University of Victoria, und seine Kollegen die Augen der Fische und konzentrierten sich dabei auf lichtempfindliche Proteine, so genannte visuelle Opsine. Jedes von ihnen ist für eine bestimmte Wellenlänge des Lichts besonders empfindlich. Der Mensch zum Beispiel hat drei Sehzellen, die für blaues, grünes und rotes Licht empfindlich sind. Sie absorbieren Licht mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen und ermöglichen es uns, diese drei Farben und andere zu sehen.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass der obere Teil der Augen von Anableps, also der Teil, der aus dem Wasser ragt, Opsine besitzt, die für grünes Licht empfindlich sind. Die untere Hälfte der Augen, die sich im Wasser befindet, ist für Gelb empfindlich. Das gesamte Auge besitzt Gene, die für ultraviolettes, violettes und blaues Licht empfindlich sind.
„Das sagt uns, dass Anableps empfindlicher für gelbes Licht aus dem Wasser und grünes Licht aus der Luft ist“, so Owens. „Wir vermuten, dass dies dazu dient, ihre Empfindlichkeit an das verfügbare Licht anzupassen. Das Wasser, in dem Anableps lebt, ist im Allgemeinen schlammig (Mangrovenwälder im Norden Südamerikas), und in diesem schlammigen Wasser wird gelbes Licht am besten übertragen.“
Das einzigartige Sehsystem ermöglicht es den Fischen, ein problematisches Phänomen zu vermeiden, das so genannte „Snell’sche Fenster“, das auftritt, wenn man unter Wasser ist und aus dem Wasser nach oben schaut. Aufgrund der Lichtbrechung an der Wasseroberfläche sieht man ab einem bestimmten Winkel nicht mehr aus dem Wasser heraus, sondern sieht stattdessen eine Reflexion auf der Wasseroberfläche. Ihr Sichtfeld ist also auf etwa 96 Grad beschränkt.“
Um dieses Problem zu kompensieren, müssen bestimmte andere Meeresbewohner, wie z. B. die Bogenschützenfische, die Brechung geistig berechnen, um die wahre Position von Objekten zu bestimmen, denen sie begegnen. Der „vieräugige“ Anableps sieht stattdessen einen breiteren Winkel.
Das Sehsystem und der damit verbundene Lebensstil über und unter Wasser hat allerdings seinen Preis. Wie man sich vorstellen kann, ist es für Raubtiere nicht schwer, einen glotzäugigen Fisch zu übersehen, der an der Oberfläche entlang gleitet. Aber Anableps ist ständig auf der Hut, denn große Teile seines Gehirns sind dem Sehen gewidmet.
Die Forscher vermuten, dass Anableps früher nur Augen hatte, die für die Umgebung in der Luft geeignet waren. Sie vermuten, dass der Fisch im Laufe der Zeit die grüne Empfindlichkeit in den unteren Augenhälften verlor und dort die gelbe Empfindlichkeit gewann, um besser im Wasser sehen zu können, insbesondere in schlammigem gelbem Wasser.
Karen Carleton, Assistenzprofessorin an der Fakultät für Biologie der Universität Maryland, sagte gegenüber Discovery News, dass „das, was Dr. Owens und seine Kollegen sehen, durchaus plausibel ist.“ Sie sagte, „es scheint wahrscheinlich, dass Anableps seine Augen „für seine beiden Sehaufgaben fein abgestimmt“ hat.“
Shelby Temple von der Visual Ecology Group der University of Bristol unterstützt die neuen Erkenntnisse ebenfalls und sagt, dass sie „ein weiteres Beispiel für ein Wirbeltier liefern, das das Potenzial hat, in verschiedenen Teilen seines Sichtfeldes eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit zu haben.“
Er sagte, dass mehrere Fische, Amphibien, Tauben, andere Vögel und bestimmte Primaten, einschließlich des Menschen, alle eine so genannte „intraretinale Variabilität“ besitzen, was bedeutet, dass Variationen in der spektralen Empfindlichkeit in der Netzhaut existieren, die eine empfindliche, lichtempfindliche Membran ist, die den inneren Augapfel auskleidet.
Temple schloss: „Jetzt müssen wir nur noch versuchen zu verstehen, warum so viele Tiere für verschiedene Wellenlängen des Lichts in verschiedenen Richtungen empfindlich sind.“