Die Entschlüsselung der Sepia: Dem Rätsel der schnellen Tarnung auf der Spur
Neue Werkzeuge bringen Wissenschaftler den Mechanismen näher, mit denen farbenblinde Sepien ihre kaleidoskopartigen Muster erzeugen
Ein kürzlich in Nature veröffentlichter Artikel untersucht die Feinheiten der Tarnung von Sepien und enthüllt die faszinierenden Mechanismen, die ihre schnellen und komplexen Musterwechsel steuern. Der Artikel beschreibt die neuesten Erkenntnisse und innovativen Werkzeuge, die auf der Tagung der Society for Neuroscience (SfN) 2023 in Washington DC vorgestellt wurden, und beleuchtet die neuronalen und genetischen Komplexitäten, die zu einem der bemerkenswertesten Tarnungsmuster im Tierreich beitragen.
Die Forscher unter der Leitung des Neurowissenschaftlers Gilles Laurent vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung beobachteten einzelne Hautzellen der Sepia mit hochauflösenden Videos in Aktion. Dieser Ansatz ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Leistung des Sepiagehirns zu untersuchen, ohne direkt in die neuronalen Prozesse einzugreifen, und bietet eine einzigartige Perspektive auf die Tarnfähigkeiten des Tieres. Die Haut von Sepien, die Millionen von Zellen, so genannte Chromatophoren, mit Pigmenten in verschiedenen Farben enthält, verändert ihre Form durch Muskelkontraktionen. Diese Modulation der Pigmentierung erzeugt eine Vielzahl von Farben, Mustern und Texturen, die es der Sepia ermöglichen, ihr Aussehen schnell und nahtlos anzupassen. In einer bahnbrechenden Entdeckung, über die hier im Juni berichtet wurde, fand Laurents Team heraus, dass Sepien mehrere Farbwechsel durchlaufen, bevor sie sich für ein Muster entscheiden, das zu ihrer Umgebung passt, und zwar eher nach dem Prinzip "Versuch und Irrtum" als nach einer vorher festgelegten Strategie.
Ein Ziel der Forschung ist es, die Gene der Tiere zu manipulieren. Die Molekularbiologin Tessa Montague und ihr Team am Zuckerman Institute der Columbia University haben auf diesem Gebiet Fortschritte erzielt, indem sie das Genom von Miniatur-Sepiaembryonen erfolgreich manipuliert haben. Obwohl es noch schwierig ist, sie zu erwachsenen Tieren heranzuziehen, plant Montague, ein Gen einzuschleusen, das ein fluoreszierendes Protein produziert, das es ermöglicht, spezifische Neuronen und Aktivierungsmuster sichtbar zu machen, die mit Veränderungen der Hautfarbe einhergehen. Um diese faszinierenden Lebewesen weiter zu erforschen, hat Montagues Team innovative Instrumente entwickelt, darunter ein Aquarium, das von mit Mustern programmierten E-Ink-Bildschirmen umgeben ist. Damit können sie die Reaktionen der Sepien auf verschiedene Umgebungen systematisch beobachten, ohne ihr natürliches Verhalten zu stören.
Neben der Tarnung untersuchen die Forscher, wie Sepien ihre Hautfarbe zur Kommunikation nutzen. Mysteriöse Farbspiele wie die "Welle", bei der sich die Farben über den Körper des Tintenfisches kräuseln, faszinieren die Wissenschaftler und sie fragen sich, welchen Zweck sie erfüllen.
Das Studium der Sepien wirft auch ein Licht auf die Evolution des Schlafes. Ähnlich wie Oktopoden zeigen auch Sepien Phasen "aktiven Schlafs", in denen ihre Haut schnell in verschiedenen Farben leuchtet. Die Wissenschaftler vermuten, dass diese Farbspiele Hinweise auf Träume und soziale Interaktionen der Tiere geben könnten.
