Magnetsinn der Forellen entschlüsselt

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Dank ihres Magnetsinns findet sich die Braune Forelle auch in unwegsamem Gelände zurecht. Quelle: wikipedia

11.07.2012  - 

Lachse werden im Süßwasser geboren, wandern in der Jugend ins Meer und kehren zum Laichen und Sterben an ihre Geburtststätte zurück. Auch Zugvögel überbrücken jedes Jahr tausende von Kilometern zwischen ihren Sommer- und Winterquartieren. Seit einigen Jahrzehnten ist bekannt, dass sie sich dabei am Magnetfeld der Erde orientieren – unklar ist jedoch, wie diese Orientierung genau funktioniert. Forscher aus München haben dafür jetzt eine mögliche Erklärung gefunden und im Fachmagazin PNAS (2012, Online-Vorabveröffentlichung) darüber berichtet. Im Körper der Forellen fanden sie Eisenoxid, das wie ein Kompass wirkt.

Der Magnetsinn der Tiere wurde in den sechziger Jahren bei einem Rotkehlchen entdeckt. Inzwischen ist er bei mehr als 50 verschiedenen Tierarten nachgewiesen, unter anderem bei Termiten und Ameisen, Bienen, der Fruchtfliege Drosophila melanogaster, Weichtieren, Krebstieren, Amphibien, Reptilien, verschiedenen Fischen, Zugvögeln und Säugetieren. Unklar ist jedoch nach wie vor, wie genau dieser Magnetsinn funktioniert.

Orientierung mit Augen und Schnabel

Bei einigen Vögeln wurde dafür ein lichtaktives Molekülpaar nachgewiesen, das sich auf den Fotorezeptoren bestimmter Vögel und Insekten findet - die Tiere können das Magnetfeld quasi sehen. Bei einigen Vögeln wurde in Schnabelnähe auch Magnetit entdeckt, ein eisenhaltiges Molekül, das auf das Erdmagnetfeld reagiert. 2011 wiesen Forscher des Potsdamer Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung Magnetit bei Mikroben nach und untersuchten, wie sich die Moleküle bilden (mehr...).

Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben jetzt die für den Magnetsinn zuständigen Zellen bei Regenbogenforellen in der Nasenschleimhaut  isoliert. „Da das Magnetfeld den ganzen Körper durchdringt, können diese Zellen theoretisch überall sein, das machte es so schwer, sie zu identifizieren“, erläutert der LMU-Geophysiker Michael Winklhofer.

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Dank einer speziellen Methode, bei der der Zellverband schonend aufgelöst und die vereinzelten Zellen anschließend einem rotierenden Magnetfeld ausgesetzt werden, machten die Wissenschaftler magnetische Zellen ausfindig, reicherten sie an und bestimmten deren magnetische Eigenschaften. Die Zellen erwiesen sich dabei als sehr viel magnetischer als ursprünglich angenommen, was auf eine hohe Empfindlichkeit des Magnetsinns schließen lässt.

Membran durch Magnetit gesteuert

Wie auch bei den Mikroben basieren die magnetischen Eigenschaften der Zellen auf Magnetit, mikrometergroßen Einschlüssen von Eisenoxidkristallen, die fest mit der Zellmembran verbunden sind. Wenn das Magnetit auf ein Magnetfeld reagiert, wird so auch die Membran gereizt. „Dies erklärt, weshalb niederfrequente Magnetfelder von Hochspannungsleitungen die Orientierung am Magnetfeld stören“, sagt Winklhofer.

Die Entdeckung der Wissenschaftler könnte technische Anwendungen etwa bei hoch empfindlichen Magnetfeldsensoren voranbringen. Zudem wirft sie die Frage auf, ob und in welchem Umfang auch menschliche Zellen Magnetit herstellen können. Damit hätte der menschliche Organismus Winklhofer zufolge ein konkretes Substrat für die Einkoppelung von sogenanntem Elektrosmog.

© biotechnologie.de/ck

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