Wenn Sie diese Zeilen lesen, wird es besonders deutlich: Der Mensch und viele andere Wirbeltiere können ihre Augen flexibel bewegen, um sie auf bestimmte Blickpunkte im Sichtfeld zu richten. So ist ein scharfes und gezieltes Sehen möglich. Doch neben unserem Sehprinzip ist in der Natur ein anderes noch deutlich weiter verbreitet: Insekten und andere Gliedertiere besitzen Facettenaugen, die fest mit dem Kopf verbunden sind. Sie bestehen aus vielen einzelnen Elementen mit starren Linsen, die Lichtsignale auf eine Schicht werfen, die unserer Netzhaut entspricht. Das System ermöglicht eine gute Rundumsicht, scheint aber starr zu sein: Bisher wurde angenommen, dass Insekten ihr Blickfeld nur verändern können, indem sie den Kopf drehen oder ihren Körper bewegen. Doch die aktuelle Studie zeigt nun, dass diese Annahme, zumindest was Fliegen betrifft, relativiert werden muss.
Im Fokus der Forscher um Lisa Fenk vom Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz in Martinsried standen dabei bisher mysteriöse Elemente, die in Fliegenaugen entdeckt wurden: Aus anatomischen Untersuchungen war bekannt, dass Stubenfliegen zwei winzige Muskeln im Auge besitzen, die mit den Netzhäuten verbunden sind. Es wurde vermutet, dass sie deren Form verändern können. Welche Rolle sie allerdings beim Sehvorgang tatsächlich spielen, blieb unklar. Um dieser Spur nachzugehen, haben Fenk und ihre Kollegen diese Strukturen bei einer Fliegenart ins Visier genommen, die besonders viele Möglichkeiten zur Untersuchung bietet: Sie schauten der Taufliege Drosophila melanogaster intensiv in die Augen.
Taufliegen ins Auge geblickt
Durch die Möglichkeiten der Markierung und Visualisierung von bestimmten Strukturen bei diesen Modelltieren konnten die Forscher zunächst verdeutlichen, welche grundlegende Funktion die Muskeln im Fliegenauge erfüllen. In den Beobachtungen der Reaktionen zeichnete sich ab, dass die beiden Muskeln die Netzhäute unter den starren Linsen der Facettenaugen tatsächlich bewegen können. Wie die Wissenschaftler erklären, wird auf der Retina die Umgebung abgebildet und das einfallende Licht in Nervensignale umgewandelt. Bei ihren Untersuchungen wurde nun deutlich, dass die Muskelbewegungen zu einer Verschiebung des Abbilds der Umwelt führen. „Wir konnten zeigen, dass Taufliegen zusätzlich zu Kopf- und Körperbewegungen eine weitere, völlig andere Methode zur Anpassung ihres visuellen Inputs nutzen“, sagt Fenk.
Anschließend gingen die Forscher der Frage nach, wie die Insekten das System nutzen. Sie präsentierten dazu an einer feinen Halterung befestigten Fliegen ein bewegtes Streifenmuster auf einem Display. Dabei blickten sie den Versuchstieren mit einem speziellen Kamerasystem auf die markierten Netzhausstrukturen. Dabei zeigten sich spezifische Bewegungsreaktionen: Wenn das Streifenmuster links und rechts am Kopf der Fliege vorbeilief, bewegten sich die Netzhäute jeweils synchron mit der Streifenbewegung. In unregelmäßigen Abständen sprangen die Netzhäute dabei in ihre Ausgangspositionen zurück, sodass eine erneute Bewegung möglich wurde. Wie die Forscher erklären, dienen diese Reaktionen offenbar dazu, den Seheindruck zu stabilisieren.
