Chemie des Sehens entschlüsselt

Einzelne Beiträge

Wie Tauben den Weg nach Hause finden

08:33 min, Patrik Tschudin

Viele Tiere finden den Weg nach Hause, wenn sie in grosser Distanz davon ausgesetzt werden. Neue Experimente von Schweizer und ukrainischen Forschern mit Brieftauben bringen neue Erkenntnisse zum erstaunlichen Orientierungssinn vieler Tiere.

Der Mensch war auf dem Mond. Und unser Genom ist entziffert. Computer besiegen uns in Quizshows. Aber wie eine Taube nach Hause findet, ist auch heute noch nicht schlüssig und abschliessend geklärt. Einer, der sich seit Jahrzehnten mit Brieftauben beschäftigt, ist der Zürcher Professor für Neuroanatomie und Verhaltensforschung Hans-Peter Lipp.

Die Schwerkraft-Hypothese
Lipp arbeitet in der Verhaltensforschung seit langem mit russichen Kollegen zusammen. Genauer: mit dem ukrainischen Physiker Valery Kanewsky, der eine eigne Hypothese für den guten Orientierungssinn der Tiere hat. Die Kanewsky-Hypothese geht von einem «Schwerkraftfaktor» aus. Einfach ausgedrückt: Zwischen den Verbindungslinien «New York - Erdmittelpunkt» und «Moskau - Erdmittelpunkt» liegt in drei Dimensionen ein Winkelunterschied, welchen die Tiere spüren würden, behauptet Karnewsky. Diese Hypothese testete Hans-Peter Lipp vergangenen Sommer in der Ukraine mit Brieftauben.

Gravitationskarten zeigen den Weg
Lipp versuchte mit Hilfe von Gravitationskarten aus der Geophysik und mit GPS ausgerüsteten Tauben zu zeigen, dass die Flugroute der Taube davon abhängig ist, wie die Erde unter der Oberfläche aussieht. Eisenerz hat zum Beispiel im Vergleich zur Umgebung eine höhere Dichte, und diese Orte deshalb eine höhere Gravitation, welche auf auf Gravitationskarten sichtbar ist.

Unerklärliche Flugrouten
Und die ersten Resultate scheinen die Vermutungen zu bestätigen: «Brieftauben ziehen in völlig flachem Land plötzlich unerklärliche Kreise. Auf den Gravitationskarten sieht man, dass an dieser Stelle eine Anomalie zu finden ist», sagt Lipp. Das sind allererste, noch nirgendwo sonst auf der Welt gemessene Hinweise darauf, dass die Tauben tatsächlich über ein bisher unbekanntes, äusserst empfindliches Gespür für Gravitation verfügen. Ausser Hans-Peter Lipp hat noch niemand solche Experimente durchgeführt. Eine unabhängige Bestätigung seiner Daten durch Dritte steht also noch aus.

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Unterhaltsame Reise durch das Periodensystem

05:28 min, Madeleine Amberger

Für viele zählt das chemische Periodensystem zu den Alpträumen der Schulzeit. Doch was für die Meisten optisch wie ein langweiliger Kreuzworträtsel-Raster aussieht, sieht der US-amerikanische Wissenschaftsautor Sam Kean als spannende Metapher.

Von Wasserstoff bis Ununoctium reihen sich aktuell die 188 Elementnamen in der Tabelle des Periodensystems aneinander. Für die Meisten kein besonders spannender Anblick. Doch Wissenschaftsautor Sam Kean sieht darin die faszinierende Gestalt einer Burg, mit einem Türmchen links und einer respektablen Befestigung rechts.

Wie ein begabter Fremdenführer geleitet er den Leser in einem neuen Buch mit einer Mischung aus Anekdoten und Fakten durch die Geheimnisse dieser Burg - vom Türmchen mit Wasserstoff hinunter zu den Tiefen des Korridors der Giftmörder mit Blei, Thallium und Polonium. Madeleine Amberger hat den Autor in Washington getroffen.

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Chemie des Sehens entschlüsselt

05:00 min, Anita Vonmont

Wie funktioniert das menschliche Sehen? Diese Frage ist schwieriger zu beantworten, als sie tönt. Denn die Reihe an komplizierten Reaktionen im Auge sind noch nicht alle genau verstanden. Nun hat ein internationales Forschungsteam eine Grundstruktur des Sehens entschlüsselt.

In der Fachzeitschrift «Nature» haben die Forscher diese Woche gezeigt, wie die Lichtrezeptoren auf der Netzhaut Signale vom Auge an das Hirn weiterleiten. Mit diesem Wissen, so hoffen die Forscher, könnten sich in Zukunft manche Augenkrankheiten lindern oder vielleicht gar heilen lassen.

Neue Erkenntnisse zum Protein «Rhodopsin»
Ein wichtiger Teil des Sehprozesses ist das Protein Rhodopsin, das man in den stäbchenförmigen Sinneszellen der Augennetzhaut findet. Rhodopsin sorgt dafür, dass der Mensch Kontraste und Linien erkennen kann - bei Tag, aber auch, wenn es dunkel ist. Das Protein ist schon recht gut erforscht, bisher kannte man dieses Sehpigment jedoch nur im inaktiven, «dunklen» Zustand. Dem Forschungsteam vom Paul Scherrer Institut in Villigen gelang es nun, den «belichteten», aktiven Zustand von Rhodopsin zu beobachten. Und dieser verrät Neues über den Seh-Prozess.

Wie Lichtinformationen übertragen werden
Rhodopsin ist ein Lichtsensor, das heisst, es empfängt auf der Netzhaut Licht und gibt dann diese Lichtinformation weiter. Ausgelöst wird dieser Vorgang durch ein Vitamin-A-ähnliches Molekül, das im Rhodopsin steckt. Dieses hat normalerweise eine gebogene Form, unter dem Einfluss von Licht biegt sich jedoch das Molekül. Dabei wird das Protein Rhodopsin ein Stück weit aus der Zellmembran herausgedrückt, so dass ein anderes Protein daran andocken kann. Und dieses Andocken löst dann eine ganze Kaskade von Reaktionen aus - bis hin zum elektrischen Signal, das über die Nervenzellen ins Gehirn und in das menschliche Bewusstsein gelangt.

Dieses Protein, das den Sehvorgang im Hirn anstösst, lässt sich nun am Computer naturgetreu nachbilden. Und das, so hoffen die Forscher, könnte zukünftig auch ganz praktisch von Nutzen sein - zum Beispiel, um Nachtblindheit oder auch schlimmere Krankheiten besser zu behandeln.

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