Der Fliege ins Auge geschaut

Göttinger Forschungsteam untersucht Evolution von Facettenaugen bei Insekten

Die Facettenaugen der Insekten.
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Faszinierend: Die Facettenaugen der Insekten bestehen oft aus hunderten Einzelaugen.

Die faszinierenden Augen der Insekten bestehen meist aus hunderten Einzelaugen, den Facetten.

Göttingen – Im Verlauf der Evolution ist eine Vielfalt an Augengrößen und -formen zur Anpassung an unterschiedliche Lebensbedingungen entstanden. Dass diese Unterschiede durch sehr verschiedene Veränderungen im Genom von Essigfliegen hervorgerufen werden können, hat eine Forschergruppe der Uni Göttingen mit Beteiligung der Universität Pablo de Olavide (Sevilla) gezeigt. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Molecular Biology and Evolution“ erschienen.

Wer schon Schwebfliegen beim blitzartigen Richtungswechsel durch die Luft fliegen sah, habe wahrscheinlich einen Paarungsversuch miterlebt, bei dem das Männchen ein Weibchen zielgenau verfolge. Für diese visuelle Anforderung bestünden die riesigen Augen von Schwebfliegen aus bis zu 6000 einzelnen Facetten, von denen spezielle zum Himmel gerichtete Einzelaugen besonders hochauflösend seien, erklären die Göttinger Forscher. Meist im Holz lebende Borkenkäfer nutzen dagegen kaum visuelle Informationen und haben sehr kleine Augen mit maximal 300 Facetten.

Die enorme Vielfalt sei besonders beeindruckend, weil bisherige Studien gezeigt hätten, dass die Entwicklung von Insektenaugen, und übrigens auch unserer eigenen Augen, durch sehr ähnliche Prozesse und Gene gesteuert werde, sagt Nico Posnien von der Uni Göttingen, der Leiter der Studie. „Es ist demnach spannend, zu verstehen, wie angesichts sehr ähnlicher Gene die Vielfalt in der Augengröße- und Form entstehen kann.“

Für ihre Studie nutzten die Forscher Arten der Gattung Drosophila, zu der auch die aus heimischen Küchen bekannte Obstfliege gehört. Eine auf Mauritius heimische Drosophila-Art weist bis zu 250 Facetten mehr auf als deren Schwesterart. Obwohl die grundlegenden Entwicklungsvorgänge beider Arten sehr ähnlich seien, konnten in deren Genom zahlreiche Unterschiede gefunden werden, die den beobachteten Unterschieden in der Augengröße zugrunde liegen könnten, heißt es.

Die Analyse der Augenentwicklung beider Arten deutet für die Forscher darauf hin, dass Veränderungen in einem wichtigen zentralen Knoten des Gennetzwerkes zur Ausbildung deutlich größerer Augen bei der auf Mauritius heimischen Art führen. „Interessanterweise sind in ähnlichen Arbeiten an anderen Drosophila-Arten Veränderungen in ganz anderen Knoten beobachtet worden. Demnach zeigen unsere Daten, dass Unterschiede in der Anzahl der Facetten durch sehr unterschiedliche Mechanismen hervorgerufen werden können“, fasst die Erstautorin der Studie, Elisa Buchberger, zusammen.

„Diese neuen Daten deuten darauf hin, dass Unterschiede in der Zahl der Einzelaugen in verschiedenen Drosophila-Arten mehrmals unabhängig in der Evolution entstanden sind“, sagt Micael Reis, Erstautor einer Studie aus 2020. Insgesamt tragen die beiden Studien für die Forscher zum besseren Verständnis der Evolution komplexer Organe bei. Posnien: „In einem nächsten Schritt möchten wir verstehen, ob die unterschiedlich großen Augen einen Einfluss auf das Sehvermögen haben, also im Zusammenhang mit der Lebensweise der verschiedenen Fliegenarten stehen.“ (Kornelia Schmidt-Hagemeyer)

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