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Im Dämmerlicht verhalten sich Augen ähnlich wie manche Digitalkameras und tauschen Sehschärfe gegen Sehempfindlichkeit ein. Wie genau das geschieht, haben deutsche und japanische Forscher ermittelt. Indem bestimmte Zellen in der Netzhaut ihren elektrischen Widerstand senken, schalten sie mehrere “Bildpunkte” zu einem einzigen zusammen.
Verantwortlich für den Effekt sind die Amakrinzellen der Netzhaut. Von der Form her an Kraken erinnernd, bilden sie Ausläufer zu mehreren “normalen” Nervenzellen, die Informationen über Lichtreize weiterleiten. Je geringer die Lichtintensität ist, desto stärker öffnen die Amakrinzellen winzige Poren in ihrer Zellmembran, so genannte Gap Junctions, berichten Stephanie Urschel und Klaus Willeke von der Universität Bonn und ihre Kollegen im “Journal of Biological Chemistry”. Auf diese Weise fassen sie die von ihnen kontaktierten Zellen zu einem Netzwerk zusammen, bis die Lichtintensität wieder steigt.
Ausgelöst wird diese Bündelung von dem Nerven-Botenstoff Dopamin. Bei Lichteinfall in der Netzhaut gebildet, dockt der Neurotransmitter an Rezeptoren auf den Amakrinzellen an. Das Signal wird ins Zellinnere geleitet und stößt dort eine wahre Signalkaskade an. Diese führt letztlich dazu, dass Phosphatgruppen an das Protein Connexin 36 angehängt werden, einen Baustein der Gap Junctions. Das Resultat: Die winzigen Poren in der Zellmembran schließen sich umso stärker, je höher die Lichtintensität ist. “Es ist das erste Mal, dass dieser Mechanismus in der Netzhaut direkt nachgewiesen wurde”, erklärt Willeke.
Dieser Trick trägt mit dazu bei, dass die Lichtempfindlichkeit des Auges binnen einer halben Stunde um das Millionenfache steigen kann. Ein weiterer Mechanismus ist das Umschalten von den weniger empfindlichen Zapfen, den Farbrezeptoren in der Netzhaut, auf die empfindlicheren Stäbchen, die Hell-Dunkel-Rezeptoren. Nicht von ungefähr sind nachts alle Katzen grau.
Forschung: Stephanie Urschel, Thorsten Höher und Klaus Willecke, Institut für Genetik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn; Timm Schubert, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften, Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg; und andere