Die Kamera des Tauchroboters erfasst den Kalmar  , wie er in der Tiefsee angelegentlich seinen Beschäftigungen nachgeht. Histioteuthis heteropsis hängt schräg in der Wassersäule, die Mantelspitze zeigt nach oben, der weiße Flossensaum flirrt und wippt wie der Tutu einer Ballerina. Der Mantel ist leuchtend rot und hat kleine elliptische Pünktchen –  „Strawberry squid“ nennt Dr. Craig McClain, der genial schreibende Tiefseebiologe vom Deep Sea News-Blog das Tentakeltier darum.
Erdbeer-Kalmar.

 

Kalmare der Gattung Histhioteuthis sind für mich alte Bekannte: Als proteinreiche Tiefwasserbewohner stehen sie auf der Speiseliste der Schnabelwale und Pottwale weit oben. Mir gefallen Kalmare mit ihren flimmernden Farbspielen, den wechselnden Mustern und der Farbpalette von weiß-beige-braun-schwarz-rot und dem Extra-Show-Effekt der grünlich-bläulich-violetten Strukturfarben eher aus ästhetischen Gründen, sie sind glitzernde Show-Stars der See.
Die Gattung Histioteuthis umfasst zurzeit 18 Arten, „the biggest no larger than a football” meint Craig McClain. Viele von ihnen haben diesen sattroten Farbton, die dunklen Punkte darauf sind die Photophoren. Die dreidimensionalen Punkte erinnern an die Nüsschen auf der Erdbeere. Alle Arten leben im düsteren Zwielicht des Mesopelagials zwischen 200 und 1000 Metern Tiefe.

Bildergebnis für strawberry squid

H. heteropsis im UV-Licht (MBARI)

Mit LED auf Tiefsee-Tauchfahrt

Das Forschungsschiff Doc Ricketts des Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) hat ein neues “Gadget” im Ozeanforschungs-Werkzeugkasten: Einen Satz blauer LEDs. Am ROV (remotely operated vehicle – Tauchroboter) montiert, können die Forscher damit Fluoreszenz bei Tiefseetieren besser als je zuvor beobachten. Ein Ergebnis dieser technischen Ausrüstung war die unglaubliche Licht-Show des Erdbeer-Kalmars Histioteuthis heteropsis. Und natürlich noch die vieler anderer Tiefseebewohner mit ihren jeweiligen Lichtspektakeln.

Mit dem neuen Instrumentarium hat das MBARI-Team dann auch noch ein neues Geheimnis des Erdbeer-Kalmars ins Scheinwerferlicht gebracht: Histioteuthis heteropsis hat nämlich zwei unterschiedlich gebaute Augen, wie ja der Artname heteropsis auch schon andeutet: Ein kleineres  Auge, das nicht weiter auffallend ist und ein größeres, das gelblich-grünlich-glasig wie ein Suchscheinwerfer leuchtet.

Das gelbe Superauge des Erdbeer-Kalmars

Bildergebnis für strawberry squid

Strawberry Squid – der Erdbeer-Kalmar (MBARI)

Die Biologin Kate Thomas hat diese ungewöhnlichen Augen näher untersucht. Augen sind, physiologisch betrachtet, aufwändige Strukturen: “You want eyes just big enough to do what you need to do, but you don’t want to have any bigger eyes because then you are just wasting resources,” erklärt sie. Augen müssen also gerade groß genug sein, um das zu tun, was man/kalmar so tun muss.
Grundsätzlich nutzen Tiere den optischen Sinn aus drei primären Gründen: Um Futter zu suchen, um Fressfeinde zu vermeiden und um einen Geschlechtspartner zu finden.
Auch wenn er in der Tiefe des Meeres lebt, orientiert der Erdbeer-Kalmar sich, wie auch die anderen Histhioteuthidaen, am Lichteinfall. Schließlich gibt es auch in den dunklen Tiefen des Ozeans noch einen Rest Licht. Er hängt dazu meist etwas schräg im Wasser. So kann das große Auge das Licht von oben bis 90° empfangen, das kleinere ist nach unten gerichtet, auf einen Winkel zwischen 43-198˚. Im Laborversuch bzw. Aquarium in Monterey Bay hat sich im Tintenfisch-Sehtest herausgestellt, dass die gelbe Linse auf die „counter-illumination“ spezialisiert ist. Diese Gegenschattierung sorgt für das Verschwinden der Konturen mit Hilfe von Biolumniszenz – so machen sich Tiere, vor allem Jäger, vor dem Hintergrund des einfallenden Sonnenlichts unsichtbar. Aber gegen das das glühend gelbe Superauge des Erdbeer-Kalmars haben sie keine Chance.
Das nach unten gerichtete Auge hat eine normale Sehstärke und kann die helle Bioluminiszenz-Beleuchtung unter dem Kalmar schwimmender Meeresbewohner gut wahrnehmen.

Für Thomas und ihre Kollegen ist die Tiefsee wegen ihrer spezifischen Lichtverhältnisse eine Fundgrube für außergewöhnliche Augensysteme und optische Anpassungen: Das von oben kommende Licht ist das Restlicht der Sonne, das von unten kommende Licht stammt aus Bioluminiszenz-Quellen, ist also tierischer Herkunft.
Die Augen der Familie Histioteuthidae sind hoch modifiziert, um aus dem schwachen Restlicht die beste Lichtausbeute zu bekommen. Licht ist in der Tiefsee eine knappe Ressource!
Histiotheutis heteropsis hat nach dem Schlüpfen zunächst zwei identische Augen, wie jeder andere Kalmar auch. Im Laufe ihrer weiteren Entwicklung wächst das linke Auge dann beständig überproportional mehr, bis zur fast doppelten Größe des rechten. Zusätzlich bildet es eine halb-röhrenförmige Struktur und hat meistens eine leuchtend gelbe Linse.
Diese extrem ungleichmäßige Augenentwicklung einiger mesopelagischer Kalmare ist einzigartig innerhalb der Mollusken, wahrscheinlich auch innerhalb der bilateralsymmetrischen Tiere. Viele Bewohner der tiefen Meeresschichten haben zwar hoch spezialisierte Augensysteme mit außergewöhnlichen Anpassungen, aber normalerweise sind die Sehorgane symmetrisch ausgebildet.

Quellen:

Thomas, K.N., B.H. Robison, and S. Johnsen (2017). Two eyes for two purposes: In situ evidence for asymmetric vision in the cockeyed squids Histioteuthis heteropsis and Stigmatoteuthis dofleini. Philosophical Transactions of the Royal Society B, doi: 10.1098/rstb.2016.0069.

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Kommentare (18)

  1. #1 RPGNo1
    10. März 2017

    Selten war ein Tiername passender gewählt: Erdbeerkalmar! Er hat tatsächlich die Farbe einer Erdbeere und seine äußere Struktur erinnert auch an die Scheinbeere mit sichtbaren Nüsschen. :)

    Noch genialer ist die Physiologie des Kalmars mit den zwei unterschiedlichen Augen. Ich frage mich, wie das Gehirn die Impulse, die es von Augen empfängt, korrekt verarbeiten kann, ohne durcheinander zu kommen.

  2. #2 Bettina Wurche
    10. März 2017

    @RPGNo1: Ja, den Namen fand ich auch sehr treffend : )
    Naja, wahrscheinlich wieder halb dezentralisiert.
    http://scienceblogs.de/meertext/2016/06/20/wie-fuehlt-es-sich-an-ein-oktopus-zu-sein/

    Bei vielen Tieren überschneiedet sich das Sichtfeld ja kaum oder gar nicht, da muss das Gehirn mit klarkommen.

  3. #3 Alisier
    10. März 2017

    Ganz wunderbar! Vielen Dank!
    Seit dem letzten Cephalopod-Friday wollen meine Kinder die ganze Zeit Tintenfischvideos gucken. Das heutige werde ich ihnen nicht vorenthalten.

  4. #6 RPGNo1
    10. März 2017

    Autsch, jetzt hast du mich erwischt.
    Zum einen: Was ist denn halb dezentralisiertes Sehen? Ich habe überhaupt keine Vorstellung.
    Zum zweiten: Ich dachte weniger an das sich nicht überschneidende Blickfeld. Sondern eher daran, dass die beiden Augen ganz unterschiedliche Seheindrücke haben als da wären Lichtstärke, Bildschärfe, unterschiedliche Lichtarten (Bioluminiszenz vs. Sonne).
    Ich hoffe, mein Unverständnis ist klar genug ausgedrückt.

    • #7 Bettina Wurche
      10. März 2017

      @RPGNo1: : ) Das war schon klar, was kommen würde. Ich meine, dass in dem Beitrag
      http://scienceblogs.de/meertext/2016/06/20/wie-fuehlt-es-sich-an-ein-oktopus-zu-sein/
      etwas dazu stand. Ansonsten sind Augen ziemlich gut darin, solche unterschieldichen Eindrücke zu verabreiten. Bei vielen Fischen, Reptilien, Vögeln und Säuegtieren hat das Sehfeld kaum oder keine Überschneidungen. Das Gehirn verarbeitet die Eindrücke trotzdem zu einem ganzen Bild.
      Ich erinnere mich vage, dass ich das in Physiologie gelernt habe. Physiologie, Bildverarbeitung, Auge wären Stichworte dafür.
      Ich möchte es jetzt nicht recherchieren, weil ich noch anderes fertig schreiben muss, vielleicht magst Du selbst mal schauen.
      Diese Woche habe ich einen Bericht von einem Royal Navy-Schiff über deren Aufenthalt vor South Georgia hereinbekommen und noch zwei Wal-Forscherinnen auf den Falkland-Inseln interviewt. Den Text der HMS ENTERPRISE muss ich vorab noch von der Royal Navy autorisieren lassen, dann bekommt Ihr ihn zu lesen. Aber ich brauche dafür einfach mal etwas Zeit, o. k.?

  5. #8 RPGNo1
    10. März 2017

    PS: Die Fragen in Kommentar #4 sind an Bettina gerichtet.

  6. #9 rolak
    10. März 2017

    an Bettina gerichtet

    ..und das ‘dezentral’ dürfte sich auf die von Dir angefragte Verarbeitung beziehen, RPGNo1, so in etwa wie bei Jupp.

  7. #10 RPGNo1
    10. März 2017

    @rolak
    Ah, meinst du die zusätzlichen Ganglienknoten, u.a. in den Armen?
    http://scienceblogs.de/meertext/2016/06/28/octopus-mythbusters-octopusses-are-no-aliens/
    Stimmt, das würde Sinn machen.

  8. #12 RPGNo1
    10. März 2017

    @Bettina Wurche
    Danke für deine Antwort. Und starte jetzt bloß keine umfangreiche Recherche wegen meiner Frage. Davon geht die Welt nicht unter. Ich dachte, du hättest eventuell eine schnelle Antwort in petto.
    PS: Ich warte jedenfalls gespannt auf deine neuen Meertexte.
    PPS: Meine Mutter ist jetzt auch auf ScienceBlogs aufmerksam geworden, nachdem wir uns neulich zufällig darüber unterhalten haben. Gut möglich, dass du bald eine weitere Mitleserin hast. :)

    • #13 Bettina Wurche
      10. März 2017

      @RPGNo1: hehehe— “meertext” ist familientauglich

  9. #14 RPGNo1
    11. März 2017

    Ich habe jetzt den Link (http://fall11marinecology.providence.wikispaces.net/octopus+intelligence) durchgelesen. Hier steht etwas zur Sicht des Oktopus:
    “[…] Similar to many vertabrates, the octopus brain features folded vertical and subfrontal lobes, which serve as distinct centers of thought: specifically memory and visual (13). The brain has also indicated a lateralization, where one hemisphere is used for specific functions. This is immediately seen in the octopus’ monocular vision where one eye is consistently used more than another. Studies have indicated that the brain when measured for electrical outputs, does perform similar to that of a dog. More studies, and tests have argued that the brain enables them to have both short and long-term memories.”
    Der Nebel hat sich etwas gelichtet. :)

    • #15 Bettina Wurche
      11. März 2017

      @RPGNo1: Danke fürs Recherchieren und Teilen! Wenn Oktopusse offenbar im Normalfall ein Auge mehr benutzen, als das andere, wäre das natürlich eine gute Erklärungsbasis für die asymmetrische Entwicklung beim Erdbeerkalmar.

  10. #16 tomtoo
    11. März 2017

    Mhh so ein Kalmar ist ja auch ein Jäger. Jäger haben für gewöhnlich eine gute Stereosicht für die räumliche Abbildung. (Insofern sie mit den Augen jagen). Ich frage mich wie das die Kalmare hinbekommen mit 2 so unterschiedlichen Augen ?

    • #17 Bettina Wurche
      11. März 2017

      @tomtoo: Das steht ja im Beitrag: Bei der Sicht nach oben nützt ihm das weiter entwickelte Auge wesentlich mehr. Und die Herausforderung, als Jäger die Bilder aus zwei Augen zum Gesamtbild zu kombinieren, trifft ja alle Kalmare. Keine ahnung, ob das mal jemand untersucht hat. Allerdings habe ich gerade was zum Verhalten gefunden, das eine Erklärung liefern könnte. Demnächts mehr dazu: )

  11. #18 tomtoo
    11. März 2017

    @Bettina
    Danke ! : )

    Das ist sehr spannend.