Rehovot. Erkenntnisse israelischer Forscher könnten helfen, neue optische Geräte zu entwickeln

Jakobsmuscheln haben in ihren bis zu 200 Augen jeweils ein hoch entwickeltes optisches System: Dabei wird das Licht von einem mosaikartigen Spiegel gebündelt auf zwei Netzhäute reflektiert. Die Wissenschaftler um Benjamin Palmer vom Weizmann Institute of Science in Rehovot (Israel) vergleichen diesen Aufbau mit einem modernen Spiegelteleskop, wie es Astronomen verwenden. Die Erkenntnisse könnten dazu inspirieren, neue optische Geräte zu erfinden, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift „Science“.

Dass die Funktionsweise des Muschelauges erst jetzt genau untersucht wurde, hat mit seinem Aufbau zu tun: „Das fragile Gewebe konnte während der Präparationsverfahren der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) nicht konserviert werden“, schreiben die Biologen. Palmer und Kollegen verwendeten deshalb unter anderem die moderne Tieftemperatur-Rasterelektronenmikroskopie (TTREM), bei der die Strukturen erhalten bleiben.

Das Auge der Jakobsmuschel (Pecten maximus) hat einen Durchmesser von etwa einem Millimeter und besteht aus Hornhaut, Linse, zwei Netzhäuten und einer Spiegelschicht. Beim menschlichen Auge ist es die Linse, die das Licht bündelt und für ein scharfes Bild auf der Netzhaut sorgt. Bei der Jakobsmuschel hingegen ist die Lichtbrechung durch die Linse sehr gering, ein Hohlspiegel sorgt für die Bündelung. Dieser besteht aus zahlreichen quadratischen Guaninkristallen mit einer Kantenlänge von 1,23 Mikrometern (Tausendstelmillimeter).

Nachdem die Forscher mehrere Augen genau vermessen hatten, konnten sie den Weg des Lichts anhand von Computersimulationen erkunden. Die Kristalle fokussieren das einfallende Licht auf die beiden Netzhäute. Die fernere Netzhaut, so die Forscher, sei entscheidend für das schnelle, scharfe Sehen im Zentrum, die nähere Netzhaut für das Umfeld. Hinsichtlich der näheren Netzhaut ziehen die Forscher einen Vergleich zu den Augen höherer Tiere: „Die lichtempfindlichen Stäbchenzellen von Säugetieren sind an den äußeren Rändern der Netzhaut verteilt und auf das periphere Sehen bei schwachem Licht spezialisiert. Sie funktionieren somit analog zu den Fotorezeptoren der näheren Netzhaut der Jakobsmuschel.“