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Grönlandhaie behalten ihre Netzhaut bis ins hohe Alter
Bei über 100 Jahre alten Grönlandhaien zeigt die Netzhaut keine offensichtlichen Anzeichen einer altersbedingten Degeneration, wie neue Analysen zeigen. Gen-, Gewebe- und Funktionsuntersuchungen belegen außerdem ein auf schwaches blaues Licht spezialisiertes Stäbchensystem in den Augen der arktischen Tiefseehaie. Eine auffällig starke Expression von DNA-Reparaturgenen könnte dazu beitragen, die Netzhaut dieser extrem langlebigen Tiere über Jahrzehnte bis Jahrhunderte funktionsfähig zu halten.
Irvine (U.S.A.). Grönlandhaie sind die langlebigsten bekannten Wirbeltiere und können Schätzungen zufolge rund 400 Jahre alt werden. Sie leben in kalten, lichtarmen Gewässern des Nordatlantiks und der Arktis, teils in mehreren tausend Metern Tiefe. Häufig sitzen zudem parasitische Ruderfußkrebse auf ihrer Hornhaut, weshalb die Tiere lange als sehschwach oder sogar funktionell blind galten.
Vollständig verkümmert ist ihr Sehsystem aber offenbar nicht, denn frühere Beobachtungen von Verhalten und Gehirnanatomie deuteten bereits auf eine Nutzung visueller Informationen hin. Forscher der University of Basel um Lily G. Fogg haben nun untersucht, wie gut Augen und Netzhaut selbst bei sehr alten Tieren erhalten bleiben und wie sie an das wenige Licht angepasst sind.
Dazu kombinierte das Team Histologie, Genom- und RNA-Sequenzierung, Genexpressionsanalysen sowie funktionelle Messungen an Rhodopsin und Hornhaut. Die untersuchten Grönlandhaie waren zwischen 2020 und 2024 vor der Disko-Insel in Grönland für wissenschaftliche Zwecke gefangen worden, anschließend wurden Augen und Netzhautgewebe konserviert. Ihr Alter wurde aus der Körperlänge mithilfe eines bereits etablierten Wachstumsmodells geschätzt, nicht für jedes Tier direkt mit einer eigenen Altersmessung bestimmt.
„Eine meiner Schlussfolgerungen aus der Science-Arbeit war, dass viele Grönlandhaie Parasiten an den Augen haben, die ihr Sehvermögen beeinträchtigen könnten. Aus evolutionärer Sicht behält man kein Organ, das man nicht braucht. Nachdem ich viele Videos gesehen hatte, wurde mir klar, dass dieses Tier seinen Augapfel zum Licht hin bewegt“, sagt Dorota Skowronska-Krawczyk von der University of California, Irvine (UC Irvine).
Für die Gewebeanalyse untersuchten die Forscher jeweils ein Auge von drei erwachsenen Grönlandhaien. Obwohl die Tiere auf mehr als 100 Jahre geschätzt wurden und das älteste untersuchte Exemplar über 130 Jahre alt war, fanden sich keine offensichtlichen Zeichen einer Netzhautdegeneration. Die typischen Schichten der Netzhaut waren erhalten, einschließlich der Photorezeptoren sowie der inneren Zellschichten, die Signale verarbeiten und an das Gehirn weiterleiten.
Ein zusätzlicher Test auf fragmentierte DNA, ein Kennzeichen von Zellschädigung und programmiertem Zelltod, blieb in der untersuchten Netzhautprobe negativ. Zugleich fanden die Forscher mit RNA-Sonden alle wesentlichen Zelltypen, die für ein stäbchenbasiertes Sehsystem nötig sind, und weitere Analysen zeigten aktive Genregulation. Zusammen spricht dies dafür, dass die Netzhaut der untersuchten alten Tiere nicht nur anatomisch erhalten, sondern auch weiterhin zellulär aktiv ist.
Die Netzhaut des Grönlandhais besteht nach den Analysen praktisch ausschließlich aus dicht gepackten, langgestreckten Stäbchen, den besonders lichtempfindlichen Sinneszellen für das Sehen bei Dunkelheit. Passend dazu fanden die Forscher im Genom alle wesentlichen Gene für die Signalübertragung der Stäbchen, während zahlreiche Gene des Zapfensystems für helles Licht funktionslos geworden waren oder nicht mehr exprimiert wurden.
Auch das Sehpigment Rhodopsin ist an die dunkle Umgebung angepasst. In Labormessungen absorbierte es Licht am stärksten bei 458 Nanometern und damit im kurzwelligen blauen Bereich, der in klaren Tiefengewässern vergleichsweise weit vordringen kann. Selbst die von Parasiten befallenen Hornhäute ließen in den Messungen noch 70 bis 100 Prozent des untersuchten Lichts passieren, im blauen Bereich waren es