Forscher finden Weg, um die Evolution der Höhlenfischblindheit umzukehren

Forscher finden Weg, um die Evolution der Höhlenfischblindheit umzukehren
Forscher finden Weg, um die Evolution der Höhlenfischblindheit umzukehren
Anonim

COLLEGE PARK, Md. – Das alte Klischee „Der Blinde führt den Blinden“trifft möglicherweise nicht mehr auf eine Population von Höhlenfischen zu. Augenteile, die in den letzten Millionen Jahren der Evolution verloren gegangen sind, wurden innerhalb weniger Tage nach einer Linsentransplantation von einem gesichteten, an der Oberfläche lebenden Fisch derselben Art (Astyanax mexicanus) wiederhergestellt, so ein biologischer Forschungsbericht der University of Maryland, der im veröffentlicht wird Ausgabe von Science vom 28. Juli.

Dieses aufschlussreiche Ergebnis wirft ein Licht auf das Verständnis der Rolle genetischer Faktoren beim Wachstum und der Entwicklung der Augen, so William Jeffery, Professor und Lehrstuhlinhaber für Biologie in Maryland, der zusammen mit Yoshiyuki Yamamoto, einem Postdoktoranden in der Biologie von Maryland, das Science Paper verfasst hat Abteilung.

Innerhalb von acht Tagen nach der Implantation einer Linse von einem sehenden, an der Oberfläche lebenden Fisch zu einem blinden Höhlenfisch derselben Art, begannen Forscher aus Maryland zu sehen, wie sich ein Auge unter einem Hautlappen entwickelte. Nach zwei Monaten war dem Höhlenfisch ein großes wiederhergestelltes Auge mit deutlicher Pupille, Hornhaut und Iris gewachsen. Außerdem wies die Netzhaut des wiederhergestellten Auges Stäbchen-Photorezeptorzellen auf, die im degenerierten Höhlenfischauge selten sind.

"Dies gibt Hinweise darauf, welche Art von Molekülen am Augenwachstum von Wirbeltieren beteiligt sind, und es zeigt, dass das Wachstum eines Auges zu einem großen Teil von der Linse gesteuert wird", sagte Jeffery.

Obwohl Jeffery und Yamamoto nicht sagen können, ob Höhlenfische nach einem wiederhergestellten Auge wieder sehen, schlägt diese Studie eine einfache Methode vor, um Faktoren zu testen, die das Augenwachstum kontrollieren.

"Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Identifizierung grundlegender Entwicklungsmechanismen in Embryonen, die im Labor untersucht werden können. Obwohl wir nicht mit menschlichen Patienten arbeiten, könnten sich diese Ergebnisse eines Tages für unsere Kollegen in der klinischen Praxis als nützlich erweisen", sagte Jeffery.

Tausende Fische in mexikanischen Höhlen

Während dieser Forschung sammelten Jeffery und seine Schüler Tausende von Höhlenfischen aus sieben verschiedenen Höhlen im Nordosten Mexikos. Diese gespenstischen, fahlen Fische leben nur in dunklen Höhlen, sind auf einen ausgeprägten Geruchssinn angewiesen, um Nahrung zu finden, und sind kein Ziel für Raubtiere, die in Höhlen selten zu finden sind.

"Unser System befasst sich mit Fischen der exakt gleichen Art, aber ihr Lebensraum und ihr Verh alten unterscheiden sich stark. Was diese Art von Forschung besonders interessant macht, ist herauszufinden, was sie unterscheidet", sagte Yamamoto.

The Science Paper stellt fest, dass Höhlenfische als Embryonen Augen bilden, aber die junge Linse verschlechtert sich und die Hornhaut, Iris, Pupille und andere Sehgewebe bleiben unentwickelt. Bei erwachsenen Höhlenfischen sinkt das degenerierte Auge in die Augenhöhle und wird von einem Hautlappen bedeckt.

Als die Wissenschaftler das Experiment umkehrten, bei dem oberflächenbewohnende Fische die regenerierte Linse von einem Höhlenfisch erhielten, löste die Transplantation kein signifikantes Augenwachstum aus.

Laut den Forschern zeigen diese Ergebnisse, dass Höhlenfische die Fähigkeit verloren haben, die Augenentwicklung zu fördern. Mit diesen Ergebnissen schließen die Wissenschaftler: „Evolutionäre Veränderungen in einem induktiven Signal von der Linse sind an der Degeneration des Höhlenfischauges beteiligt.“

Jeffery und Yamamoto warnen jedoch vor der Möglichkeit, dass andere Faktoren, die zum Augenverlust beitragen, derzeit in ihrem Labor untersucht werden. Die Forscher sind hoffnungsvoll, wenn sie verhindern können, dass Höhlenfischlinsen eine Augenregression auslösen, können sie genau lernen, wie der Mechanismus funktioniert. Die im Science Paper beschriebene Forschung wurde von der National Science Foundation unterstützt.

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