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Säugetiere

Magnetsinn im Fledermaus-Auge

Rauhautfledermäuse orientieren sich auf ihren Fernreisen vermutlich über einen Magnetsinn, der in den Hornhäuten ihrer Augen sitzt. (Bild: Oliver Lindecke/Leibniz-IZW)

Sie besitzen offenbar eine Art Kompass im Körper: Einige Tierarten können sich bei ihren Fernreisen erstaunlich präzise orientieren. Doch wo sitzt dieser sechste Sinn? Die Ergebnisse einer experimentellen Studie an wandernden Fledermäusen legt nun nahe: Bei Säugetieren mit Magnetsinn steckt das geheimnisvolle Orientierungssystem, in der Hornhaut der Augen.

Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Fühlen gehören zum Standard – doch manche Tiere besitzen noch eine weitere Wahrnehmungsfähigkeit, wie viele Studien gezeigt haben: Einige Vogelarten, Fische, Schildkröten und auch Säugetiere wie Delfine, Wale oder Fledermäuse besitzen bei großräumigen Bewegungen ein Orientierungsvermögen, das offenbar nicht auf den klassischen fünf Sinnen beruht. Man geht mittlerweile davon aus, dass sie in der Lage sind, Magnetfelder wahrzunehmen und als Navigationshilfen zu nutzen. Experimente lassen bereits vermuten, dass diese Fähigkeit auf Eisenoxid-Partikeln in bestimmten Körperzellen beruht, die als „mikroskopische Kompassnadeln“ fungieren. Vor allem bei den Säugetieren mit sechstem Sinn ist allerdings unklar, wo diese richtungsweisenden Zellen sitzen könnten.

Wo sitzt der Kompass?

Bisher gab es nur Hinweise darauf, dass Graumulle durch Sinnesrezeptoren in ihren verkümmerten Augen Magnetfelder wahrnehmen können, um sich in ihren verzweigten Tunnelsystemen zurechtzufinden. Im Rahmen ihrer Studie sind nun die Forscher um Oliver Lindecke vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung in Berlin der Frage nachgegangen, ob auch bei Säugetieren mit einem weiträumigen Zugverhalten der Magnetsinn im Auge sitzen könnte. Im Fokus standen dabei die in Europa beheimateten Rauhautfledermäuse (Pipistrellus nathusii), die, ähnlich wie einige Vogelarten, von ihren Sommerquartieren in Nord- und Osteuropa für den Winter in Bereiche mit mildem Klima ziehen.

Für die Studie fingen die Wissenschaftler nachts einige Rauhautfledermäuse an der Ostseeküste ein, die sich auf ihrem spätsommerlichen Zug in den Süden befanden. Einem Teil der Tiere verabreichten sie einen Tropfen Oxybuprocain in die Augen. Dabei handelt es sich um ein nur kurz wirksames Betäubungsmittel, das in der menschlichen Augenheilkunde bei diagnostischen und chirurgischen Verfahren verwendet wird. Es betäubt dabei Nerven in der Hornhaut (Cornea). Das Sehvermögen wird allerdings nicht beeinträchtigt, wie die Wissenschaftler im Rahmen ihrer Studie auch im Fall der Fledermäuse durch Versuche nachgewiesen haben. Dadurch konnten sie ausschließen, dass die beobachteten Effekte auf einer Beeinträchtigung des Sehsinns beruht, den Fledermäuse neben ihrem Echoortungssystem ebenfalls noch manchmal zur Orientierung nutzen.

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Bei einer Gruppe der Fledermäuse behandelten die Wissenschaftler beide Augen, bei einer zweiten wurde hingegen nur die Hornhaut eines Auges betäubt. Als Kontrollgruppe fungierten Fledermäuse, denen nur eine wirkungslose Kochsalzlösung als Augentropfen verabreicht wurde. Anschließend ließen die Forscher die Tiere in elf Kilometer Entfernung vom Fangplatz auf einem freien Feld wieder einzeln frei. Dabei erfassten sie, in welche Richtungen die Tiere in die Dunkelheit davonflogen.

Mit Augentropfen vom Kurs abgebracht

Es zeigte sich: Individuen aus der Kontrollgruppe und der Gruppe mit einseitiger Cornea-Betäubung orientierten sich ihrer Zugroute entsprechend sofort nach Süden. Doch bei den Fledermäuse mit beidseitig anästhesierten Hornhäuten war das nicht der Fall: „Diese Tiere flogen in zufälligen Richtungen davon“, berichtet Lindecke. „Dies deutet darauf hin, dass die Betäubung der Cornea den Orientierungssinn nachhaltig störte – und dass dieser offenbar auch noch mit einem Auge gut funktioniert.“ Da die Cornea-Betäubung schnell nachlässt, wurden die Tiere nur kurzzeitig beeinträchtigt und konnten schon bald wieder ihre Reise in den Süden fortsetzen, betonen die Wissenschaftler.

„Wir konnten hier das erste Mal im Versuch beobachten, wie ein ziehendes Säugetier wortwörtlich vom Kurs abgebracht wurde – ein Meilenstein in der Verhaltens- und Sinnesbiologie, der es uns erlaubt, das biologische Navigationssystem der Säugetiere gezielter zu erforschen“, ordnet Lindecke die Bedeutung der Studie ein. Konkret haben die Ergebnisse nun deutliche Hinweise darauf geliefert, dass der Orientierungssinn bei ziehenden Säugetieren typischerweise im Auge sitzt. Allerdings bleibt der sechste Sinn noch immer geheimnisvoll, betonen die Wissenschaftler abschließend: Wie und wo genau er sich in der Hornhaut der Fledermäuse befindet, wie er funktioniert und ob es sich tatsächlich um den vermuteten Magnetsinn handelt, müssen zukünftige Untersuchungen nun zeigen.

Quelle: Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung, Fachartikel: Communications Biology. doi: 10.1038/s42003-021-02053-w

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