Um in der rauen und stürmischen Welt des Mesozoikums zu überleben, mussten Säugetiere schnell lernen, dass Dinosaurier die sonnenverwöhnten Stunden beherrschten. Diese pelzigen Kreaturen passten sich also einer nächtlichen Existenz an und entwickelten Merkmale wie Schnurrhaare und akutes Hören. Aber die wichtigsten Anpassungen fanden in ihren Augen statt, berichtet Sarah Kaplan von der Washington Post .
Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Developmental Cell veröffentlicht wurde, zeigt, wie die lichtempfindlichen Stäbe die farbempfindlichen Zapfen überfüllten und es Säugetieren ermöglichten, bei schwachem Licht von Mond und Sternen zu operieren. Diese Änderung war ein entscheidender Schritt in der Dominanz der Säugetiere, Co-Autor der Zeitung Ted Allison gegenüber Helen Briggs bei der BBC.
Seit den 1940er Jahren haben sich die meisten Paläontologen der "Nocturnal Bottleneck Theory" verschrieben, der Idee, dass sich Säugetiere nachts an das Leben anpassen, um Dinosaurier zu vermeiden, die sich auch während des Mezozoikums entwickelten. Diese Theorie hat in den letzten Jahren noch mehr Unterstützung gefunden. Aber diese neueste Studie zeigt, wie die evolutionäre Anpassung wahrscheinlich geschah.
„Wir lernen, wie Säugetiere ihre Vision entwickelt haben, nachts zu überleben und Dinosauriern auszuweichen. Das hat es Säugetieren ermöglicht, sich zu diversifizieren und in der Welt reich zu werden “, sagt er. "Sie taten dies, indem sie ihre Sicht bei Tag in den Kegeln umstellten, um die Sicht bei Nacht mit ihren Stäben zu ermöglichen."
Die meisten Tierarten - darunter Fische, Frösche und Vögel - haben Augen, die von Farbkegeln dominiert werden. Die Forscher fragten sich jedoch, wie diese Augen auf die von Ruten dominierte Version des Säugetiers übergingen, die den Blick in die dunklen Stunden der Nacht öffnet, so der Hauptautor der Studie, Anand Swaroop, in einer Pressemitteilung.
In früheren Studien stellte Swaroop fest, dass Stäbchen und Zapfen alle von einer Art Vorläuferzelle stammen. Allein gelassen entwickelt sich die Zelle zu einem Kegel. Wenn jedoch eine Proteinart namens NRL vorhanden ist, werden bestimmte Gene unterdrückt, wodurch die Vorläuferzellen gezwungen werden, sich zu Stäbchen zu entwickeln.
Swaroop und sein Team untersuchten embryonale Mäuse, um genau zu verstehen, wie sich diese Stäbchen in Säugetieraugen entwickeln. Im Alter von zwei Tagen hatten die Nagetiere Zapfen entwickelt, die kurzwellige Längen erkennen konnten, damit die Mäuse ultraviolettes Licht sehen konnten. Zehn Tage später beherrschten Stäbchen ihre Netzhaut.
„Frühgeborene Säugetiere haben einen Zelltyp von der Erfassung von UV-Licht - das nachts nicht erforderlich ist - zu etwas geändert, das nur extrem lichtempfindlich ist“, sagt Swaroop in der Pressemitteilung.
Als das Team die Entwicklung von Zebrafischaugen betrachtete, stellte es fest, dass sich die Stäbchen unterschiedlich entwickelten und nicht als UV-Detektionskegel begannen. Swaroop sagt Kaplan, dass dies wahrscheinlich bedeutet, dass sich Stäbchen in der Evolutionsgeschichte zweimal entwickelt haben könnten, einmal früh und ein zweites Mal bei Säugetieren.
Trotzdem könnte die Entwicklung des Nachtsichtsystems Nachteile haben, berichtet Kaplan. Fische und andere Tiere mit von Zapfen dominierten Augen können diese Photorezeptoren regenerieren, wenn sie beschädigt sind - Säugetiere nicht. "Man kann sich vorstellen, dass wir vielleicht einige der Stäbchen in Zapfen verwandeln und Wege finden könnten, um dieses Regenerationspotential wieder in unserer Netzhaut zu haben", sagt Swaroop zu Kaplan.
Swaroop hat NRL bereits erfolgreich eingesetzt, um erblindeten Mäusen dabei zu helfen, einige ihrer Zapfenzellen zu behalten. Eine ähnliche Therapie für den Menschen ist jedoch noch nicht in Sicht.
