Studie zeigt, dass trübes Wasser dazu führen kann, dass afrikanische Fische größere Augen entwickeln

Laut einer neuen Studie können Schwankungen in der Wasserqualität die Entwicklung des visuellen Systems einer afrikanischen Fischart beeinflussen.

Die von Jai Tiarks, einem ehemaligen Forscher für Umwelt und natürliche Ressourcen an der Ohio State University, geleitete Studie ergab, dass das Alter ein entscheidender Faktor dafür ist, ob Fische mit den neuen Bedingungen in ihrer Umgebung unter Wasser erfolgreich zurechtkommen.

Die Studie am Blaulippenbuntbarsch, einer in den Sümpfen und Seen Ugandas beheimateten Art, zeigte, dass die Augen und Pupillen von jungen Fischen, die in trüben Gewässern aufgezogen wurden, größer wurden als die von Fischen, die in trüben Gewässern aufgezogen wurden. Dieses Phänomen trat unabhängig von der ursprünglichen Umgebung der Eltern jeder Brut auf.

Die Studie wurde kürzlich in der veröffentlicht Zeitschrift für Experimentelle Biologie.

Das Sehvermögen ist für viele Lebewesen ein lebenswichtiger Sinn, denn die Fähigkeit, sich in ihrer Umgebung gut zurechtzufinden, verschafft ihnen einen Vorteil, wenn es darum geht, ihren Platz in der Nahrungskette zu behaupten. Wenn ein Ökosystem jedoch mit neuen Umweltstressoren bombardiert wird, reagieren die meisten Organismen im Tierreich auf drei Arten auf die negativen Folgen.

Diese Entscheidungen, sagte Tiarks, seien, sich anzupassen, an einen anderen Ort zu ziehen oder zu verschwinden.

„Es ist bekannt, dass Buntbarsche eine Vielzahl unterschiedlicher ökologischer Nischen besetzen und sich an Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen können“, sagten sie. „Dies hat aus evolutionärer Sicht großes Interesse geweckt, insbesondere im Hinblick auf den Zeitraum, in dem diese Anpassung stattfindet.“

Um mehr darüber zu erfahren, wie und wann diese Anpassungen stattfinden, haben die Forscher die Hälfte einer Fischbrut in Klarwassertanks aufgezogen und die andere Hälfte in Tanks mit trübem Wasser platziert.

Anschließend maßen die Forscher während des Experiments die Augen- und Pupillendurchmesser der jungen Fische und erwachsenen Buntbarsche und stellten fest, dass die jüngeren Populationen tatsächlich Eigenschaften erworben hatten, die es ihnen ermöglichten, als Reaktion auf unruhige Gewässer größere Augenstrukturen zu entwickeln.

„Als junge Buntbarsche verfügten sie über eine enorme Plastizität und konnten ihre Physiologie ändern, um mit undurchsichtigen Umweltbedingungen zurechtzukommen“, sagte Tiarks. „Aber als wir uns ältere Fische ansahen, hatten sie nicht die gleiche Flexibilität.“

Die Studie stellt auch einen allgemeinen Unterschied in der Augen- und Gehirngröße zwischen jungen und alten Fischen fest. Ursprünglich ging das Team davon aus, dass Fische, die in trüben Gewässern gezüchtet werden, ein größeres Gehirn aufweisen als Fische, die in klarem Wasser gezüchtet werden, denn größere Augen bedeuten nicht viel, wenn sich das Gehirn nicht entwickelt, um diese visuellen Informationen zu verarbeiten.

Stattdessen zeigten digitale Fotografien ihrer biologischen Systeme, dass ältere Fische im Verhältnis zu ihrer Länge und Gehirnmasse größere Gehirne und Sehlappen hatten, verglichen mit der relativen Größe dieser Strukturen bei jüngeren Fischen. Dies könnte darauf hindeuten, dass Fische wie Säugetiere in verschiedenen Phasen ihres Lebens unterschiedliche sensorische Anforderungen haben.

Es bleibt unklar, ob viele dieser Veränderungen durch äußere Umweltvariablen wie die Sauerstoffmenge im Wasser oder durch physikalische Veränderungen wie die Geschlechtsreife verursacht werden.

Das Problem, in klarem oder trübem Wasser zu wachsen, ist ein echtes Problem für den Blaulippenbuntbarsch, insbesondere angesichts der sich verändernden Ökosysteme in seinem afrikanischen Lebensraum.

Die Abholzung der Wälder ist eine der Hauptursachen für die zunehmende Zerstörung von Lebensräumen und die Dunkelheit von Flüssen und Seen. Wenn Bäume gefällt werden, wird die Stabilität des nahe gelegenen Bodens entwurzelt, was dazu führt, dass sich Sedimente in nahegelegenen Wassersystemen ablagern, erklärte Tiarks.

„Jedes Mal, wenn es einen Sturm gibt, werden der gesamte Boden, die Sedimente und die Vegetation, die von den Bäumen festgehalten wurden, nicht mehr an Ort und Stelle gehalten“, sagten sie. „All das landet im nächstgelegenen Gewässer und ist ein direkter Stressfaktor für unsere Feldstandorte und die dort lebenden Populationen.“

Studien wie diese deuten darauf hin, dass einige Tierpopulationen wie Fische möglicherweise auch in nicht idealen Lebensräumen überleben können, wenn sich die vom Menschen verursachten Umweltveränderungen weiter verschlimmern.

Für Tiarks gibt dieses Phänomen Anlass zur Hoffnung, dass der negative Einfluss des Menschen auf die Umwelt das Leben aller Arten nicht so stark verändert, wie es derzeit den Anschein hat.

„Wir verursachen und treiben Veränderungen in den Systemen dieser Fische voran“, sagte Tiarks. „Aber Beispiele von Arten zu erhalten, die tatsächlich mit den Veränderungen um sie herum zurechtkommen, ist eine gute Erinnerung an die Kraft und Flexibilität der Natur.“