{"id":877,"date":"2019-11-27T16:41:42","date_gmt":"2019-11-27T15:41:42","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/?p=877"},"modified":"2021-03-18T13:45:30","modified_gmt":"2021-03-18T12:45:30","slug":"was-sehen-eigentlich-fische","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/2019\/11\/27\/was-sehen-eigentlich-fische\/","title":{"rendered":"Was sehen eigentlich Fische?"},"content":{"rendered":"

von Anja Rebelein<\/em> (M.Sc. Marine Biology)<\/p>\n

\"\"

Blick auf Panama City vom Naturpark \u201eParque Metropolitano\u201c<\/p><\/div>\n

Mal eben schnell ins warme Meer vor Panama springen, tauchen gehen und Fische aus dem Riff f\u00fcr Forschungsexperimente fangen. Dann Meerwasser-Aquarienanlagen mit den Fischen best\u00fccken und diese dort pflegen bis sie f\u00fcr Tests zum Farbsehverm\u00f6gen mit ins Labor kommen. Am Wochenende raus aus Panama City und einen Vulkankrater erkunden oder die Privilegien der Mitarbeitenden des Smithsonian Tropical Research Institutes, Panama City nutzen: ab auf die, nur f\u00fcr Wissenschaftler*innen zug\u00e4ngliche, Insel im Panama-Kanal mit naturbelassenem, urspr\u00fcnglichem Regenwald. So l\u00e4sst sich das Wissenschaftler*innen-Dasein aushalten!<\/strong><\/p>\n

<\/p>\n

Tats\u00e4chlich sah so mein Alltag im Sommer 2015 aus. Im Rahmen meines, durch das Rise Worldwide Programm des DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst) finanzierten, Praktikums konnte ich den Sommer in Panama City verbringen und dort einen Meeresbiologen unterst\u00fctzen, der sich auf das Untersuchen des Farbsehverm\u00f6gens, v.a. von Riff-Fischen, spezialisiert hat.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/td>\n\"\"<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Auf dem Kraterrand mit Blick auf das Dorf \u201eEl Valle\u201c im Inneren (links) und ein Faultier im Mangrovenwald auf den Inseln von Bocas del Toro (rechts)<\/em><\/p>\n

W\u00e4hrend meiner Zeit in Panama durfte ich an Projekten mitarbeiten, die sich mit der optischen Wahrnehmung von Tieren besch\u00e4ftigen. Zur Analyse der Farbsinneszellen wird ein sehr sensibles Mikrospektrophotometer (MSP) benutzt. Damit kann untersucht werden, auf welches Licht einzelne Lichtsinneszellen der Retina reagieren. Je nach Wellenl\u00e4nge des Lichts, auf das die Zellen reagieren, wird eine andere Farbe wahrgenommen, z.B. rot, gr\u00fcn, blau, oder sogar ultraviolett. Dadurch kann man R\u00fcckschl\u00fcsse auf das Sehverm\u00f6gen der Fische unter Wasser ziehen. Wenn ein Fisch keine Sinneszellen f\u00fcr gelbes oder rotes Licht besitzt, kann dieser auch nicht zwischen gelben und roten Objekten unterscheiden. W\u00e4hrend ich in den ersten Wochen meines Praktikums mit einem anderen Praktikanten an Fr\u00f6schen arbeitete und den Umgang mit dem MSP kennen lernen durfte, begann danach meine eigentliche Arbeit an Riff-Fischen.<\/p>\n

Ich hatte die Gelegenheit, an zwei \u201eFisch-Projekten\u201c mitzuarbeiten. Eines dieser Projekte besch\u00e4ftigte sich mit dem Vergleich des Sehverm\u00f6gens sehr nah verwandter Arten auf der atlantischen und auf der pazifischen Seite von Panama. Nach der endg\u00fcltigen Trennung beider Ozeane durch die Landbr\u00fccke von Panama vor einigen Millionen Jahren, haben sich zwei eigenst\u00e4ndige Meeressysteme\/\u00d6kosysteme entwickelt: der eher tr\u00fcbe, n\u00e4hrstoffreiche Pazifik und das klare, n\u00e4hrstoffarme Gew\u00e4sser der Karibik. Die Frage ist, ob sich das Sehverm\u00f6gen der Fische an die unterschiedliche Sichtweite der Gew\u00e4sser angepasst hat. W\u00e4hrend meiner Zeit in Panama konnte ich dazu beitragen, hierzu erste Daten zu sammeln.<\/p>\n

Das Forschungsinteresse des zweiten Projekts galt der Untersuchung der Fischgattung \u201eHamlets\u201c (Hamletbarsche), die ebenfalls entlang beider K\u00fcsten Panamas in den Riffen vorkommen. Bei diesen Fischen existieren unterschiedliche Farbauspr\u00e4gungen sehr nah verwandter Arten. Da die Fische karnivor sind, sich also von kleineren Fischen ern\u00e4hren, wird vermutet, dass sie durch ihr Farbkleid harmlose Riff-Fische nachahmen, um sich unbemerkt n\u00e4her an ihre Beute schleichen zu k\u00f6nnen. Dies w\u00fcrde das Prinzip der sogenannten aggressiven Mimikry darstellen. Als aggressive Mimikry oder auch Peckhamsche Mimikry, wird die Nachahmung von speziellen Signalen (visuell, akustisch, olfaktorisch oder ethologisch) eines nichtr\u00e4uberischen Tieres durch R\u00e4uber bezeichnet. Dadurch kann die Fluchtdistanz der Beute verringert und die Ann\u00e4herung durch den R\u00e4uber erleichtert werden. Voraussetzung daf\u00fcr ist, dass die Beutefische nicht oder nur bei sehr geringem Abstand zwischen der harmlosen und der karnivoren Fischart unterscheiden kann und demzufolge der harmlos gekleidete R\u00e4uber einen Vorteil beim Beutefang besitzt. Um dieses Prinzip bei den Hamlets zu testen, haben wir mithilfe des MSPs das Sehverm\u00f6gen der Beute (in unserem Falle sogenannte Glassgobies (=Glasgrundeln)) untersucht. Zus\u00e4tzlich haben wir Messungen des \u201eFarbkleids\u201c der beiden sich \u00e4hnelnden Fischarten durchgef\u00fchrt und die umgebenden Lichtbedingungen im Riff ausgemessen.<\/p>\n

Um das Farbsehen der Fische zu untersuchen, mussten wir diese nat\u00fcrlich zuallererst fangen. Dazu tauchten wir an unterschiedlichen Riffen um ausgew\u00e4hlte Fische ins Netz zu bekommen. Dabei muss man die gew\u00fcnschte Fischart anhand von kleinen Details zwischen den vielen anderen Fischen unterscheiden. Je nachdem, wo der Fisch im Wasser lebt (z.B. in der Wassers\u00e4ule oder in den Riffstrukturen), wie gro\u00df er ist und wie er sich verh\u00e4lt (z.B. wie neugierig er ist), sind unterschiedliche Techniken n\u00f6tig, um die Fische erfolgreich ins Netz zu treiben. Meist schafften mein Betreuer und ich es pro Tauchgang circa zehn Fische zu fangen. Da wir nicht alle Fische sofort f\u00fcr Messungen verwenden konnten, wurden diese zeitweise in Aquarienanlagen der Forschungsstationen untergebracht.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/td>\n\"\"<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Aquarienanlagen an der Forschungsstation in Panama City (links) und Bocas del Toro (rechts)<\/em><\/p>\n

F\u00fcr die Messungen des Farbsehverm\u00f6gens einzelner Sinneszellen im Fischauge muss der Fisch f\u00fcr zwei Stunden ins Dunkle gebracht werden. Bei Lichteinfall werden die Sinneszellen im Auge n\u00e4mlich gebleicht, was im lebenden Organismus durch st\u00e4ndige Neubildung des lichtempfindlichen Teils kompensiert wird. Da wir das Gewebe jedoch au\u00dferhalb des Fisches untersuchten, konnte es nach einmaligem Lichteinfall nicht mehr regeneriert werden. Deshalb wurde nach der Unterbringung des Fisches im Dunkeln dieser in schwachem Rotlicht seziert, das Auge aus dem Fisch extrahiert und die Retina von den anderen Geweben separiert.<\/p>\n

\"\"

Das Multispektrophotometer (MSP) zur Messung des Farbsehverm\u00f6gens von Sehsinneszellen<\/p><\/div>\n

Des Weiteren habe ich dabei geholfen, die Schuppenfarben von Fischen im physikalischen Sinne zu messen. Da die Farbwahrnehmung von Menschen und Fischen nicht zwingend die Gleiche ist, kann ein Fisch f\u00fcr Artgenossen komplett anders wirken als f\u00fcr uns Menschen. Deshalb haben wir lebende Fische im Labor an unterschiedlichen Teilen des K\u00f6rpers mit einem bestimmten Licht beschienen und gleichzeitig gemessen, welche der eingestrahlten Wellenl\u00e4ngen reflektiert wurden. Die ermittelten Wellenl\u00e4ngen, also die \u201ephysikalische Farbe\u201c, die ein Fisch besitzt, erm\u00f6glichen eine objektive Betrachtung und k\u00f6nnen in Modelle zum visuellen System von Fischen miteinbezogen werden.<\/p>\n

\"\"

Ein \u201ebutterfly fish\u201c auf feuchtem Tuch zur Messung seiner \u201ephysikalischen Farbe\u201c<\/p><\/div>\n

Aus den Analysen ergab sich, dass das Prinzip der \u201eaggressiven Mimikry\u201c zwar auf die beiden Arten Butter-Hamletbarsch (R\u00e4uber) und den Pfauenaugen-Falterfisch (harmloser Riff-Fisch) zutrifft. Bei dem anderen untersuchten Fisch-Paar des Schwarzen Hamletbarschs als R\u00e4uber und des harmlosen Riffbarschs \u201eStegastes diencaeus<\/em>\u201c, konnten die Glassgobies allerdings visuell zwischen den Arten unterscheiden. Die dunkle, an die umgebenden Lichtbedingungen angepasste, K\u00f6rperf\u00e4rbung deutet vielmehr auf eine andere Jagdtechnik hin: durch das Verschmelzen des R\u00e4ubers (Schwarzer Hamletbarsch) mit der Umgebung kommt dieser unbemerkt nah an seine Beutefische (Glassgobies) heran. Das Sehverm\u00f6gen der Beute-Glassgobies ist in der r\u00e4umlichen Aufl\u00f6sung (Fisch und Struktur dahinter) n\u00e4mlich sehr eingeschr\u00e4nkt, wie die Messungen ergaben. Die eher tr\u00fcben Wasserbedingungen in Bocas del Toro schr\u00e4nken wahrscheinlich die Unterscheidung zwischen R\u00e4uber und struktureller Umgebung weiter ein.<\/p>\n

Diese Erkenntnisse stellen manifestierte Konzepte der Farbauspr\u00e4gung der Hamlets in Frage und werden aktuell zusammen mit meinem Betreuer publiziert (voraussichtlicher Titel \u201eThe visual ecology of Hypoplectrus hamlets: Aggressive mimicry\u201c by M. Pierotti et al.).<\/p>\n

\"\"

Der R\u00e4uber \u201cButter Hamletbarsch\u201d (rechts) und sein nachgeahmtes Modell der \u201cPfauenaugen-Falterfisch\u201c (links)<\/p><\/div>\n

\"\"

Der R\u00e4uber \u201eSchwarzer Hamlet\u201c (links) und seine vermuteten harmlosen Modelle, Riffbarsche (der \u201edusky damselfish\u201c (Mitte) und der \u201elongfin damselfish\u201c (rechts))<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Bilder aus der Publikation: Robertson, D R. (2013). Who Resembles Whom? Mimetic and Coincidental Look-Alikes among Tropical Reef Fishes. <\/em><\/strong>PloS one. 8. e54939. 10.1371\/journal.pone.0054939.<\/em><\/strong><\/p>\n

Insgesamt habe ich in meinem Praktikum eine Vielfalt an Methoden im Bereich der marinen Biologie kennen gelernt und einen guten theoretischen Hintergrund in Bezug auf Evolution, Spezifikation, visuelle Systeme und physikalische Eigenschaften von Licht vermittelt bekommen. Zus\u00e4tzlich konnte ich viel \u00fcber den Berufsalltag von Wissenschaftler*innen lernen: angefangen bei dem Schreiben eines Antrags auf Forschungsgelder, \u00fcber das Sammeln experimenteller Daten, der Erkenntnis mit welch einfachen Mitteln man in der Feldforschung oft zurechtkommen muss, bis hin zur Publikation der Daten. Zus\u00e4tzlich hat mir meine Zeit in Panama gezeigt, dass ich mir durchaus vorstellen kann im Bereich Meeresbiologie als Wissenschaftlerin t\u00e4tig zu werden. Ich habe im Anschluss daran den Master \u201eMarine Biology\u201c an der Universit\u00e4t Bremen studiert und bin nun am Th\u00fcnen-Institut f\u00fcr Fischerei\u00f6kologie in Bremerhaven als Doktorandin angestellt.<\/p>\n

In diesem Sinne kann ich von euch nur ans Herz legen, einfach mal in die Datenbank des DAAD zu schauen, wenn ihr in einem naturwissenschaftlichen Bachelorstudiengang eingeschrieben seid und Lust an Forschung im internationalen Kontext habt.<\/p>\n

Der Bewerbungszeitraum f\u00fcr Sommer 2020 ist bis zum 15. Dezember:<\/p>\n

https:\/\/www.daad.de\/rise\/de\/rise-weltweit\/praktikum-finden\/<\/a><\/u><\/p>\n

 <\/p>\n

\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

von Anja Rebelein (M.Sc. Marine Biology) Mal eben schnell ins warme Meer vor Panama springen, tauchen gehen und Fische aus dem Riff f\u00fcr Forschungsexperimente fangen. Dann Meerwasser-Aquarienanlagen mit den Fischen best\u00fccken und diese dort pflegen bis sie f\u00fcr Tests zum Farbsehverm\u00f6gen mit ins Labor kommen. Am Wochenende raus aus Panama City und einen Vulkankrater erkunden […]<\/p>\n","protected":false},"author":9714,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"categories":[15903,569438,672798],"tags":[569647,26137,525341,569643],"class_list":["post-877","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-biologie","category-nachwuchsfoerderung","category-naturwissenschaften","tag-auslandspraktikum","tag-daad","tag-marine-biology","tag-rise-up","post-preview"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/877","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9714"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=877"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/877\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2201,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/877\/revisions\/2201"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=877"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=877"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uni-bremen.de\/scienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=877"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}