Wenn Sie diese Zeilen lesen, läuft es viele Male unbewusst ab: Das regelmäßige Schließen der Lider ist wichtig für die Gesundheit unserer Augen. Für andere Landwirbeltiere gilt dies ebenfalls. Unterschiedliche Membransysteme werden bei ihrem Blinzel-Verhalten kurzzeitig geschlossen. Bei Fischen ist dieses Konzept hingegen nicht üblich. Es liegt somit nahe, dass das Zwinkern mit dem Leben an Land verbunden ist. Doch wie und warum hat es sich bei den Vorfahren der Landwirbeltiere entwickelt? Bei dieser Frage ist es schwierig, Hinweise anhand von anatomischen Anpassungen bei Fossilien zu gewinnen. Denn Spuren der entsprechenden Weichgewebe sind meist nicht erhalten geblieben.
Schlammspringer-Zwinkern analysiert
Aus diesem Grund hat sich das Forscherteam unter der Leitung der Pennsylvania State University (Penn State) in State College nun Wesen zugewandt, die als Modell für die Wirbeltiere dienen können, die vor etwa 375 Millionen Jahren erstmals aus dem Wasser gekrochen sind: Schlammspringer (Periophthalmus). Es handelt sich dabei um Fische aus der Familie der Grundeln (Gobiiformes), die die meiste Zeit ihres Lebens außerhalb des Wassers verbringen. Viel später als die Pioniere der Landwirbeltiere haben sie sich demnach erneut zu einem Landgang aufgemacht. Mit ihren kräftigen Brustflossen sind sie nun hüpfend auf dem schlammigen Untergrund ihrer Lebensräume in Afrika und Asien unterwegs.
Daneben ist bereits ein weiteres ungewöhnliches Merkmal der Schlammspringer bekannt: Im Gegensatz zu ihren rein aquatisch lebenden Verwandten blinzeln diese Fische mit den Augen. „Anhand der Schlammspringer, die ihr Blinzel-Verhalten offenbar unabhängig hervorgebracht haben, konnten wir untersuchen, wie und warum sich das Konzept entwickelt haben könnte”, sagt Seniorautor Thomas Stewart von der Penn State. Im Rahmen ihrer Studie haben die Wissenschaftler nun erstmals die entsprechenden Strukturen und Verhaltensweisen detailliert erforscht. Sie verglichen dazu die Augenstrukturen der Schlammspringer mit denen ihrer aquatischen Verwandten, den Schwarzmund-Grundeln. Zudem führten sie Experimente durch, um zu beleuchten, welchen Zwecken das fischige Blinzeln dient.
Vermutlich ähnliche Entwicklung wie vor Urzeiten
Wie das Team berichtet, ziehen die Fische beim Blinzeln ihre hervorstehenden Augen kurzzeitig in die Höhlen zurück. Dieser Prozess dauert etwa so lange wie das Zwinkern beim Menschen. Die anatomischen Untersuchungen zeigten nun, dass die Augen dabei von einer dehnbaren Membran – einer Hautschale – bedeckt werden. “Das Konzept scheint sich durch eine Neuanordnung bestehender Muskeln entwickelt zu haben, die ihre Wirkungsweise veränderten, und durch die Entwicklung eines neuen Gewebes – der Hautschale”, sagt Erst-Autor Brett Aiello von der Seton Hill University in Greensburg. “Dies ist ein sehr interessantes Ergebnis, weil es zeigt, dass sehr Grundlegendes genutzt werden kann, um ein komplexes System hervorzubringen. Die Schlammspringer haben einfach das sinnvoll umfunktioniert, was sie bereits hatten“, so der Forscher.
